半导体激光模块的发展

半导体激光模块的发展,第1张

半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明,使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光模块,60年代早期,很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面,以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上,美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯(Keyes)和奎斯特(Quist)报告了砷化镓材料的光发射现象,这引起通用电气研究实验室工程师哈尔(Hall)的极大兴趣,在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后,哈尔立即制定了研制半导体激光模块的计划,并与其他研究人员一道,经数周奋斗,他们的计划获得成功。像晶体二极管一样,半导体激光模块也以材料的p-n结特性为基础,且外观亦与前者类似,因此,半导体激光模块常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制,例如,只能在77K低温下以微秒脉冲工作,过了8年多时间,才由贝尔实验室和列宁格勒(现在的圣彼得堡)约飞(Ioffe)物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光模块则直到70年代中期才出现。半导体激光模块体积非常小,最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料,一般为06~155微米,由于多种应用的需要,更短波长的器件在发展中。据报导,以Ⅱ~Ⅳ价元素的化合物,如ZnSe为工作物质的激光器,低温下已得到046微米的输出,而波长050~051微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域,一方面是世界范围的远距离海底光纤通信,另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言,激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示,及各种医疗应用等。20世纪60年代初期的半导体激光模块是同质结型激光器,它是在一种材料上制作的pn结二极管在正向大电流注人下,电子不断地向p区注人,空穴不断地向n区注人于是,在原来的pn结耗尽区内实现了载流子分布的反转,由于电子的迁移速度比空穴的迁移速度快,在有源区发生辐射、复合,发射出荧光,在一定的条件下发生激光,这是一种只能以脉冲形式工作的半导体激光模块半导体激光模块发展的第二阶段是异质结构半导体激光模块,它是由两种不同带隙的半导体材料薄层,如GaAs, GaAlAs所组成,最先出现的是单异质结构激光器(1969年)单异质结注人型激光器(SHLD)是利用异质结提供的势垒把注入电子限制在GaAsP一N结的P区之内,以此来降低阀值电流密度,其数值比同质结激光器降低了一个数量级,但单异质结激光器仍不能在室温下连续工作1970年,实现了激光波长为9000&Aring;室温连续工作的双异质结GaAs-GaAlAs(砷化稼一稼铝砷)激光器双异质结激光器(DHL)的诞生使可用波段不断拓宽,线宽和调谐性能逐步提高,其结构的特点是在P型和n型材料之间生长了仅有0 2 Eam厚的,不掺杂的,具有较窄能隙材料的一个薄层,因此注人的载流子被限制在该区域内(有源区),因而注人较少的电流就可以实现载流子数的反转在半导体激光模块件中,目前比较成熟、性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注人式GaAs二极管激光器随着异质结激光器的研究发展,人们想到如果将超薄膜(< 20nm)的半导体层作为激光器的激括层,以致于能够产生量子效应,结果会是怎么样再加之由于MBE,MOCVD技术的成就,于是,在1978年出现了世界上第一只半导体量子阱激光器(QWL),它大幅度地提高了半导体激光模块的各种性能后来,又由于MOCVD,MBE生长技术的成熟,能生长出高质量超精细薄层材料,之后,便成功地研制出了性能更加良好的量子阱激光器,量子阱半导体激光模块与双异质结(DH)激光器相比,具有阑值电流低、输出功率高,频率响应好,光谱线窄和温度稳定性好和较高的电光转换效率等许多优点QWL在结构上的特点是它的有源区是由多个或单个阱宽约为100人的势阱所组成,由于势阱宽度小于材料中电子的德布罗意波的波长,产生了量子效应,连续的能带分裂为子能级因此,特别有利于载流子的有效填充,所需要的激射阅值电流特别低半导体激光模块的结构中应用的主要是单、多量子阱,单量子阱(SQW)激光器的结构基本上就是把普通双异质结(DH)激光器的有源层厚度做成数十nm以下的一种激光器,通常把势垒较厚以致于相邻势阱中电子波函数不发生交迭的周期结构称为多量子阱(MQW )量子阱激光器单个输出功率现已大于1w,承受的功率密度已达l OMW/cm3以上[c)而为了得到更大的输出功率,通常可以把许多单个半导体激光模块组合在一起形成半导体激光模块列阵。因此,量子阱激光器当采用阵列式集成结构时,输出功率则可达到l00w以上近年来,高功率半导体激光模块(特别是阵列器件)飞速发展,已经推出的产品有连续输出功率5 W ,1ow,20w和30W的激光器阵列脉冲工作的半导体激光模块峰值输出功率50w 120W和1500W的阵列也已经商品化一个4 5 cm x 9cm的二维阵列,其峰值输出功率已经超过45kW峰值输出功率为350kW的二维阵列也已间世[3]从20世纪70年代末开始,半导体激光模块明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器在泵浦固体激光器等应用的推动下,高功率半导体激光模块(连续输出功率在100, 以上,脉冲输出功率在5W以上,均可称之谓高功率半导体激光模块)在20世纪90年代取得了突破性进展,其标志是半导体激光模块的输出功率显著增加,国外千瓦级的高功率半导体激光模块已经商品化,国内样品器件输出已达到600W[61如果从激光波段的被扩展的角度来看,先是红外半导体激光模块,接着是670nm红光半导体激光模块大量进人应用,接着,波长为650nm,635nm的问世,蓝绿光、蓝光半导体激光模块也相继研制成功,10mw量级的紫光乃至紫外光半导体激光模块,也在加紧研制中[a}为适应各种应用而发展起来的半导体激光模块还有可调谐半导体激光模块,‘’电子束激励半导体激光模块以及作为“集成光路”的最好光源的分布反馈激光器(DFB一LD),分布布喇格反射式激光器(DBR一LD)和集成双波导激光器另外,还有高功率无铝激光器(从半导体激光模块中除去铝,以获得更高输出功率,更长寿命和更低造价的管子)、中红外半导体激光模块和量子级联激光器等等其中,可调谐半导体激光模块是通过外加的电场、磁场、温度、压力、掺杂盆等改变激光的波长,可以很方便地对输出光束进行调制分布反馈(DF 式半导体激光模块是伴随光纤通信和集成光学回路的发展而出现的,它于1991年研制成功,分布反馈式半导体激光模块完全实现了单纵模运作,在相干技术领域中又开辟了巨大的应用前景它是一种无腔行波激光器,激光振荡是由周期结构(或衍射光栅)形成光藕合提供的,不再由解理面构成的谐振腔来提供反馈,优点是易于获得单模单频输出,容易与纤维光缆、调制器等辆合,特别适宜作集成光路的光源单极性注人的半导体激光模块是利用在导带内(或价带内)子能级间的热电子光跃迁以实现受激光发射,自然要使导带和价带内存在子能级或子能带,这就必须采用量子阱结构单极性注人激光器能获得大的光功率输出,是一种商效率和超商速响应的半导体激光模块,并对发展硅基激光器及短波激光器很有利量子级联激光器的发明大大简化了在中红外到远红外这样宽波长范围内产生特定波长激光的途径它只用同一种材料,根据层的厚度不同就能得到上述波长范围内的各种波长的激光同传统半导体激光模块相比,这种激光器不需冷却系统,可以在室温下稳定操作低维(量子线和量子点)激光器的研究发展也很快,日本okayama的GaInAsP/Inp长波长量子线(Qw+)激光器已做到9OkCW工作条件下Im =6A,l =37A/cm2并有很高的量子效率众多科研单位正在研制自组装量子点(QD)激光器,目前该QDLD已具有了高密度,高均匀性和高发射功率[U1由于实际需要,半导体激光模块的发展主要是围绕着降低阔值电流密度、延长工作寿命、实现室温连续工作,以及获得单模、单频、窄线宽和发展各种不同激射波长的器件进行的20世纪90年代出现并特别值得一提的是面发射激光器(SEL),早在1977年,人们就提出了所谓的面发射激光器,并于1979年做出了第一个器件,1987年做出了用光泵浦的780nm的面发射激光器1998年GaInAIP/GaA。面发射激光器在室温下达到亚毫安的网电流,8mW的输出功率和11%的转换效率[2)前面谈到的半导体激光模块,从腔体结构上来说,不论是F一P(法布里一泊罗)腔或是DBR(分布布拉格反射式)腔,激光输出都是在水平方向,统称为水平腔结构它们都是沿着衬底片的平行方向出光的而面发射激光器却是在芯片上下表面镀上反射膜构成了垂直方向的F一p腔,光输出沿着垂直于衬底片的方向发出,垂直腔面发射半导体激光模块(VCSELS)是一种新型的量子阱激光器,它的激射阔值电流低,输出光的方向性好,藕合效率高,通过阵列化分布能得到相当强的光功率输出,垂直腔面发射激光器已实现了工作温度最高达71 `C。另外,垂直腔面发射激光器还具有两个不稳定的互相垂直的偏振横模输出,即x模和y模,目前对偏振开关和偏振双稳特性的研究也进入到了一个新阶段,人们可以通过改变光反馈、光电反馈、光注入、注入电流等等因素实现对偏振态的控制,在光开关和光逻辑器件领域获得新的进展。20世纪90年代末,面发射激光器和垂直腔面发射激光器得到了迅速的发展。目前,垂直腔面发射激光器已用于千兆位以太网的高速网络[21为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量以及军用装备小型、高精度化等需要,半导体激光模块的发展趋势主要在高速宽带LD、大功率ID,短波长LD,盆子线和量子点激光器、中红外LD等方面目前,在这些方面取得了一系列重大的成果。

发展概况

简介

半导体激光模块又称激光二极管[1](LD)。进入八十年代,人们吸收了半导体物理发展的最新成果,采用了量子阱(QW)和应变量子阱(SL-QW)等新颖性结构,引进了折射率调制Bragg发射器以及增强调制Bragg发射器最新技术,同时还发展了MBE、MOCVD及CBE等晶体生长技术新工艺,使得新的外延生长工艺能够精确地控制晶体生长,达到原子层厚度的精度,生长出优质量子阱以及应变量子阱材料。于是,制作出的LD,其阈值电流显著下降,转换效率大幅度提高,输出功率成倍增长,使用寿命也明显加长。

A 小功率LD

用于信息技术领域的小功率LD发展极快。例如用于光纤通信及光交换系统的分布反馈(DFB)和动态单模LD、窄线宽可调谐DFB-LD、用于光盘等信息处理技术领域的可见光波长(如波长为670nm、650nm、630nm的红光到蓝绿光)LD、量子阱面发射激光器以及超短脉冲LD等都得到实质性发展。这些器件的发展特征是:单频窄线宽、高速率、可调谐以及短波长化和光电单片集成化等。

B 高功率LD

1983年,波长800nm的单个LD输出功率已超过100mW,到了1989年,01mm条宽的LD则达到37W的连续输出,而1cm线阵LD已达到76W输出,转换效率达39%。1992年,美国人又把指标提高到一个新水平:1cm线阵LD连续波输出功率达121W,转换效率为45%。现在,输出功率为120W、1500W、3kW等诸多高功率LD均已面世。高效率、高功率LD及其列阵的迅速发展也为全固化激光器,亦即半导体激光泵浦(LDP)的固体激光器的迅猛发展提供了强有力的条件。

近年来,为适应EDFA和EDFL等需要,波长980nm的大功率LD也有很大发展。最近配合光纤Bragg光栅作选频滤波,大幅度改善其输出稳定性,泵浦效率也得到有效提高。

特点及应用范围

半导体二极管激光器是实用中最重要的一类激光器。它体积小、寿命长,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容,因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点,半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。

  半导体驱动激光器电源是220伏的

  半导体激光电源电路部分由:稳压电路、 激光电源脉冲控制电路、脉冲产生电路、保护电路组成。数字半导体激光电源以数字集成电路为核心,设计能够实现智能控制的半导体激光器电源。

  半导体激光器的核心是PN结一旦被击穿或谐振腔面部分遭到破坏,则无法产生非平衡载流子和辐射复合,视其破坏程度而表现为激光器输出降低或失效。

  造成LD损坏的原因主要为腔面污染和浪涌击穿。腔面污染可通过净化工作环境来解决,而更多的损坏缘于浪涌击穿。浪涌会产生半导体激光器PN结损伤或击穿,其产生原因是多方面的,包括:①电源开关瞬间电流;②电网中其它用电装备起停机;③雷电;④强的静电场等。实际工作环境下的高压、静电、浪涌冲击等因素将造成LD的损坏或使用寿命缩短,因此必须采取措施加以防护。

  传统激光器电源是用纯硬件电路实现的,采用模拟控制方式,虽然也能较好的驱动激光,但无法实现精确控制,在很多工业应用中降低了精度和自动化程度,也限制了激光的应用。使用单片机对激光电源进行控制,能简化激光电源的硬件结构,有效地解决半导体激光器工作的准确、稳定和可靠性等问题。随着大规模集成电路技术的迅速发展,采用适合LD的芯片可使电源可靠性得到极大提高。

给你解释下吧市面上所谓的冰点脱毛其实只是在脱毛的基础上加的一项技术比如半导体808nm的脱毛仪可以在治疗头加一个冷却模块,这样治疗起来比较舒服这样你说的半导体808也可以叫半导体冰点脱毛仪而光子的机器也是一样的在治疗头加入冷却模块就叫光子冰点脱毛仪所以冰点和所谓的脱毛没有半毛线关系,,都是市面上的美容院和医院的人不懂,对消费者乱宣传,所以造成了大家的误解,误以为冰点也是一种脱毛技术,其实不然,它只是一种后端技术仅仅是为了增加大家脱毛中的舒适感同样的技术还有"真空"脱毛所以你应该问清楚这个机器是半导体808nm的激光冰点脱毛仪还是光子冰点脱毛仪808比光子强很多

300。计算15瓦激光器的用电量,激光器功率P=20瓦,计算公式为激光器功率乘以15瓦,所以十五瓦紫外激光器用电量300瓦。紫外激光器是一种产生紫外光束的激光器,紫外激光器从结构分为固体紫外激光器(光纤紫外激光器),气体紫外激光器,半导体紫外激光器。

ylr-1500w激光器说明书1:技术指标:电源电压交流220V。可分离式电源盒,直流24V锂电。输出光功率6W;激光颜色,绿色;2:使用说明:插上交流220V插头,钥匙开关拧到1位置,为交流供电。或将主机安装到电池盒上,钥匙开关拧到1位置,为直流供电。将光缆拧紧到光缆座上,(光缆座带保护功能,不接光缆没有光输出)电源接通后,红色指示灯点亮。主机处于预热过程中。蓝色指示灯亮起表示预热结束。然后按动启动按钮,绿色指示灯亮起,激光输出。旋转功率旋钮,可以调节输出功率大小,数码屏显示为即时功率值。旋转镜头外套可以调节光斑大小。及光斑外缘清晰。按动电源盒前面按钮可显示电池容量。电量不足应用专配充电器充电。3:注意事项:ylr-1500w激光器输出功率强大,切不可直视镜头或对准人眼,否则可造成永久失明。使用完毕应及时套上光缆及光缆座防护套,避免进入灰尘。清洁光缆端面应用无尘棉签,沾无水乙醇,沿一个方向擦拭。切不可用手指或油渍接触光缆端面,否则会造成光缆报废。

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将光缆拧紧到光缆座上,(光缆座带保护功能,不接光缆没有光输出)电源接通后,红色指示灯点亮。主机处于预热过程中。蓝色指示灯亮起表示预热结束。然后按动启动按钮,绿色指示灯亮起,激光输出。旋转功率旋钮,可以调节输出功率大小,数码屏显示为即时功率值。旋转镜头外套可以调节光斑大小。及光斑外缘清晰。

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哈哈终于通关了,不过流程攻略太麻烦了,说说要点吧。

上面说过的不说了,说说武器的问题,数字键1~6换武器,开始时建议用2号武器,然后到第三关开始时捡上那个发红色双发弹的人的武器(4号武器),然后就一直用这个,等拿上6号武器后46边切换边打可以互补冷却时间。E键开机关,路上的红色激光无法通过只能绕路,开车那关没事就对着左上方打,要把路上的油桶都提前打爆尤其是带上队友后。有一关有个梯子空格键可以跳下来。最后一关小机器人用46连发秒杀,大机器人用门压死,E键拖着队友尸体上飞船通关。

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