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半导体激光器为什么采用异介质结构？固体激光器的发光机制？

2024-04-21 20:25:53 文章来源 :网络 围观 : 次 评论
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　　半导体激光器为什么采用异介质结构？

　　异质结 和同质结结构激光器在阈值电流密度上存在较大差异。为了降低阈值电流，可以使用不同材料构成激光器的PN结，称为异质结半导体激光器。

　　异质结可以将电子与空穴局限在中间层内，可以显著提高载流子效率。

　　

半导体激光器为什么采用异介质结构？固体激光器的发光机制？

　　异质结 和同质结结构激光器在阈值电流密度上存在较大差异。为了降低阈值电流，可以使用不同材料构成激光器的PN结，称为异质结半导体激光器。

　　异质结可以将电子与空穴局限在中间层内，可以显著提高载流子效率。

　　固体激光器的发光机制？

　　固体激光器发光机制是通过激发固态材料中的激活剂，使其能级发生跃迁，从而产生激光辐射。

　　在固体激光器中，通常使用的固态材料包括晶体或玻璃材料。激发固态材料的激活剂可以是各种金属离子（如Nd3+、Er3+、Yb3+等），它们在固态材料中充当能级跃迁的激发器。

　　

半导体激光器为什么采用异介质结构？固体激光器的发光机制？

　　

半导体激光器为什么采用异介质结构？固体激光器的发光机制？

　　固体激光器的发光机制可以简单概括为以下几个步骤：

　　1. 激发：通过外部能量输入（如光束、电流等），激励激光介质中的激活剂离子的能级。这些激活剂离子尽可能多地被激发到高能级态。

　　2. 跃迁：激活剂离子从高能级态跃迁到低能级态，由于量子能级的特性，这个跃迁过程将产生特定波长的光子。

　　3. 反射：通过光学元件（如光束走向、反射镜等），将产生的激光光束在激光介质内部来回反射，使得光子逐渐被放大和聚集。

　　4. 输出：最终，一部分光子通过输出耦合镜（输出端）逸出激光介质，形成一束准单色、高亮度的激光光束。

　　固体激光器的发光机制中的关键是激发固态材料中的激活剂离子，通过它们的能级跃迁来产生激光辐射。不同的固态材料和激活剂离子会产生具有不同特性（如波长、能量、功率等）的激光光束。这使得固体激光器在科研、医疗、通信等领域有广泛的应用。

　　光纤激光器和半导体激光器的区别就是他们发射激光的介质材料不同。光纤激光器使用的增益介质是光纤，半导体激光器使用的增益介质是半导体材料，一般是砷化镓，铟镓申等。

　　 （同理，固体激光器的增益介质一般是晶体或者玻璃，陶瓷等。气体的就是使用氦氖气，二氧化碳等。）

　　半导体激光器的发光机理是粒子在导带和价带之间跃迁产生光子，因为是半导体，所以使用电激励即可，是直接的电光转换。

　　而光纤不能够直接实现电光转换，需要用光来泵浦增益介质（一般用激光二极管泵浦），它实现的是光光转换。

　　 光纤激光器散热好，一般风冷即可。半导体激光器受温度影响非常大，当功率较大时，需要水冷。半导体激光器就是用固体激光材料作为工作物质的激光器。一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。

　　这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。

　　

半导体激光器为什么采用异介质结构？固体激光器的发光机制？

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标签 半导体激光器   为什么   采用   异   介质   结构   固体激光器   机制
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