Puslaidininkinių lazerių technologijų kūrimas ir taikymo sritys

1. Įvadas įPuslaidininkiniai lazeriai
Puslaidininkiniai lazeriai paprastai žinomi kaip lazeriniai diodai, nes juose kaip darbo medžiaga naudojamos puslaidininkinės medžiagos, todėl jie vadinami puslaidininkiniais lazeriais. Puslaidininkinis lazeris sudarytas iš pluoštu sujungto puslaidininkinio lazerio modulio, pluošto sujungimo įtaiso, lazerio energijos perdavimo kabelio, maitinimo sistemos, valdymo sistemos ir mechaninės konstrukcijos ir tt, ir realizuoja lazerio išvestį pagal pavarą ir stebėjimą. maitinimo sistemos ir valdymo sistemos. Puslaidininkiniuose lazeriuose dažniausiai naudojamos darbinės medžiagos yra galio arsenidas (GaAs), kadmio sulfidas (CdS), indžio fosfidas (InP), cinko sulfidas (ZnS) ir kt. Pagal skirtingas darbines medžiagas išskiriami trys pagrindiniai sužadinimo būdai: elektrinis. įpurškimas, siurblys ir didelės energijos elektronų pluošto sužadinimas.

(1) Elektra įpurškiami puslaidininkiniai lazeriai paprastai naudoja GaAS, CdS, InP, ZnS ir kitas darbines medžiagas puslaidininkinių paviršių jungties diodams gaminti. Kai gaunamas elektrinis įpurškimas, srovė, įšvirkščiama išilgai priekinės krypties, yra sužadinama, kad susidarytų stimuliuojama emisija mazgo plokštumos srityje.
(2) Punp tipo lazeriai, dažniausiai sudaryti iš germanio monokristalų su skylutėmis kaip nešikliais (P tipo puslaidininkiniai pavieniai kristalai) arba germanio pavienių kristalų, kurių nešikliai yra elektronai (N tipo puslaidininkiai), legiruotų kristale esančiomis akceptoriaus priemaišomis. Puslaidininkinis monokristalas) naudojamas kaip darbinė medžiaga, o kitų lazerių skleidžiamas lazeris naudojamas kaip siurblio sužadinimas, siekiant realizuoti populiacijos inversiją.
(3) Didelio galingumo elektronų pluoštu sužadinami puslaidininkiniai lazeriai dažniausiai yra panašūs į siurblio tipo lazerius pagal darbo medžiagų parinkimą, taip pat naudojami puslaidininkinio germanio pavieniai kristalai. Tačiau verta paminėti, kad renkantis P tipo puslaidininkinius pavienius kristalus naudojami didelės energijos elektronų pluoštai. Sužadinti puslaidininkiniai lazeriai daugiausia yra pagrįsti PbS. CbS ir ZnO yra pagrindiniai.

2. Diodų lazerių rinkos dydis

Puslaidininkiniai lazeriai turi mažo dydžio, lengvo svorio, ilgaamžiškumo, didelio veikimo patikimumo, mažo energijos suvartojimo, didelio elektrooptinio konversijos efektyvumo, lengvos masinės gamybos ir mažos kainos privalumus. Plačiai naudojami spausdintuvai ir kt., apimantys visą optoelektronikos sritį.

Nuolat tobulėjant ir tobulėjant technologijoms, puslaidininkiniai lazeriai vystosi trumpesnio spinduliavimo bangos ilgio, didesnės emisijos galios, itin mažo dydžio ir ilgo tarnavimo kryptimi, kad atitiktų įvairių pritaikymų poreikius, o gaminių kategorijos tampa vis įvairesnės. vis gausiau. Jis taip pat buvo plačiai naudojamas lazerinio apdorojimo, 3D spausdinimo, lazerinio radaro, lazerinio nuotolio, karo, medicinos ir gyvybės mokslų srityse. Be to, prijungus prie optinio pluošto perdavimo, didelės galios tiesioginiai puslaidininkiniai lazeriai buvo plačiai naudojami pjovimo ir suvirinimo srityse.

3. Puslaidininkinių lazerių taikymas optoelektronikos srityje
(1) Šviesolaidžio ryšys. Puslaidininkinis lazeris yra vienintelis praktiškas šviesos šaltinis optinio pluošto ryšio sistemai, o optinio pluošto ryšys tapo pagrindine šiuolaikinių ryšių technologijų srove.
(2) CD prieiga. Puslaidininkiniai lazeriai buvo naudojami optinių diskų saugykloje, o didžiausias jų privalumas yra tai, kad saugomos garso, teksto ir vaizdo informacijos kiekis yra labai didelis. Mėlynos ir žalios spalvos lazerių naudojimas gali labai pagerinti optinių diskų saugojimo tankį.
(3) Spektrinė analizė. Tolimųjų infraraudonųjų spindulių derinami puslaidininkiniai lazeriai buvo naudojami aplinkos dujų analizei, oro taršos, transporto priemonių išmetamųjų dujų stebėjimui ir kt. Jie gali būti naudojami pramonėje garų nusodinimo procesui stebėti.
(4) Optinis informacijos apdorojimas. Puslaidininkiniai lazeriai buvo naudojami optinėse informacinėse sistemose. Dviejų dimensijų paviršių skleidžiančių puslaidininkinių lazerių matricos yra idealūs šviesos šaltiniai optinėms lygiagrečioms apdorojimo sistemoms, kurios bus naudojamos kompiuteriuose ir optiniuose neuroniniuose tinkluose. 5) Lazerinis mikrogamyba. Naudojant didelės energijos itin trumpus šviesos impulsus, generuojamus Q perjungiamų puslaidininkinių lazerių pagalba, galima pjauti ir gręžti integrinius grandynus.
(5) Lazerinis signalas. Puslaidininkiniai lazeriniai signalai yra plačiai naudojami, įskaitant apsaugos nuo vagystės, vandens lygio ir transporto priemonių atstumo signalizacijas.
(6) Lazeriniai spausdintuvai. Didelės galios puslaidininkiniai lazeriai jau naudojami lazeriniuose spausdintuvuose. Mėlynos ir žalios spalvos lazerių naudojimas gali žymiai pagerinti spausdinimo greitį ir skiriamąją gebą.
(7) Lazerinis brūkšninių kodų skaitytuvas. Puslaidininkiniai lazeriniai brūkšninių kodų skaitytuvai buvo plačiai naudojami parduodant prekes, tvarkant knygas ir bylas.
(8) Didelės raiškos lazerinis televizorius. Artimiausiu metu į rinką gali būti pateikti puslaidininkiniai lazeriniai televizoriai be katodinių spindulių vamzdžių. Jame naudojami raudoni, mėlyni ir žali lazeriai, o energijos suvartojimas yra 20 procentų mažesnis nei esamų televizorių.

4. Kur yra puslaidininkinių lazerių ateitis?

Šiuo metu didžiausias puslaidininkinių lazerių panaudojimas yra pluoštinių lazerių ir kietojo kūno lazerių siurblių šaltinis. Kai puslaidininkinis lazeris naudojamas kaip pluoštinio lazerio siurblio šaltinis, siurblio sistemos struktūra gali būti iš esmės supaprastinta padidinus vieneto galią ir padidintas siurblio galios lygis. Kadangi pluošto lazeriams ir kietojo kūno lazeriams keliami vis didesni išėjimo galios reikalavimai, aukštesni reikalavimai keliami ir puslaidininkinių siurblių šaltinių galiai.

Dėl ribotos pluošto kokybės tradicinius puslaidininkinius lazerius sunku tiesiogiai naudoti metalo pjovimui. Pastaraisiais metais tobulėjant puslaidininkių sujungimo technologijoms ir laipsniškai bręstant naujoms spindulių sujungimo technologijoms, kai kurie puslaidininkiniai lazeriai, kurių pluošto išeiga viršija kilovatus, taip pat gali atitikti pjovimo pluošto kokybės reikalavimus. Be to, dėl puslaidininkinių lazerių bangų ilgių įvairovės trumpabangių puslaidininkinių lazerių bangos ilgis yra labai artimas aliuminio bangos ilgio sugerties maksimumui. Todėl automobilių pramonėje didelio galingumo puslaidininkiniai lazeriai labai tinka aliuminio automobilių kėbulams suvirinti. Šiuo metu automobilių pramonės gamybos procese plačiai naudojami puslaidininkiniai lazeriai, kurių lazerio išėjimo galia yra nuo 2KW iki 6KW.

Tiesioginio medžiagų apdorojimo srityje puslaidininkinių lazerių pluošto kokybe sunku pranokti pluoštinių lazerių. Tačiau plonų plokščių suvirinimo ir pjovimo srityse puslaidininkiniai lazeriai yra labai tinkami. Didelės galios puslaidininkinių lazerių kūrimas suteikė galimybę daug svarbių pritaikymų. Šie lazeriai pakeitė daugelį tradicinių technologijų ir atnešė mums daug naujų produktų.

Paprastai tariant, dėl nuolatinės technologijų plėtros puslaidininkinių lazerių taikymo sritys nuolat kinta, o šie pokyčiai tebevyksta. Apskritai, puslaidininkiniai lazeriai tobulinami siekiant trumpesnių spinduliuotės bangų ilgių ir didesnės emisijos galios, kad atitiktų dabartinius rinkos poreikius.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.