半導體激光鏡片

半導體(tǐ)激(jī)光器又稱為激光二(èr)極管,是(shì)采用(yòng)半導體材料作為工作介質而產生受激發射的一類(lèi)激光器。常用材料有砷化(huà)镓(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)。激勵方式有電注入、電(diàn)子束激勵和光泵浦(pǔ)激(jī)勵三(sān)種形式。

 

根據激光介質和工作原理的不同,半(bàn)導體激光器可(kě)以分為以下幾類:

 

1.激光二極(jí)管

 

激光二極管(guǎn)的工作原理是,在(zài)PN結(jié)中注入電(diàn)流,電子與空穴在結區域內複合,釋放出(chū)激光光子。由於PN結(jié)的結區域非常小,因此可以產生非常密集的激光束。激光二(èr)極管的波長通常(cháng)在800nm至980nm之(zhī)間,適合(hé)於光纖通信等(děng)應用。

 

2.垂(chuí)直腔麵發射激光器(VCSEL)

 

垂直腔麵發射(shè)激光(guāng)器(VCSEL)是一種在(zài)半導(dǎo)體芯片上製造(zào)的(de)激光器。它的激光輸出垂直於芯片表(biǎo)麵,可以實現高效耦合到(dào)光纖(xiān)或其他光學(xué)元件中,因此在光通信、光存儲、光打印等領域有(yǒu)廣泛(fàn)應用。

 

3.邊界發射激光器(EEL)

 

邊界發(fā)射激光器(EEL)是一種在PN結的邊界上發射激光的半導體激光器。它的結構類似於激(jī)光二極管,但是在PN結的(de)一側增(zēng)加了(le)一層反射鏡,使激(jī)光在PN結邊界上振蕩,EEL的優點是輸出功率高(gāo),波長可調,結構簡(jiǎn)單等(děng)。

 

4.量子阱激光器

 

量子阱激光器是一種利用量子阱結構的電子束純效應產生激光的半導體激光器。量(liàng)子阱激光器且(qiě)有波長可調,輸出功率高,照聲低等優點,適用(yòng)於光纖通信,醫療(liáo)和光譜分(fèn)析等領(lǐng)域。

 

5.垂直外(wài)延激(jī)光器

 

垂直外延激光器(VLEC)是一種采用外延生長技術製造的半導體激光器。VIEC的結構複雜,製造工藝難度較大,但是具有波長範圍寬,輸出功率高等優點(diǎn),適用於高速光通信,光存儲和光打(dǎ)印等領域。

 

VSCEL VS EEL

 

根據激光投影的方向,半導體激光器可以(yǐ)分為兩(liǎng)類型:邊發射激光器(EEL)和垂直腔麵發射激光器(VCSEL)。

 

EEL有(yǒu)兩種(zhǒng)主要(yào)類型:FP激(jī)光器和DFB激光器。在FP激光器中(zhōng),激光(guāng)二極管是激光器,其反射鏡隻是激(jī)光芯(xīn)片末端的平麵(miàn)裂開表麵。FP激光器主要用於(yú)低數據速(sù)率短距離傳輸;傳輸距離一般在(zài)20km以內(nèi),速率一般在1.25G以內。DFB激光二(èr)極管(guǎn)是在腔內具有光柵結構的激光器(qì),其在整個(gè)腔中產生多次反(fǎn)射。它們主要用於高(gāo)數據速率的長(zhǎng)距離傳輸。

 

VCSEL與EEL相比,VCSEL激光垂直於頂麵射出,與激(jī)光由邊(biān)緣射出的邊發射型激光器(EEL)有所不同。因此(cǐ)相較於邊射型激光器,VCSEL激光器具有低閾值(zhí)電流、穩(wěn)定單波長(zhǎng)工作、可高頻調製、容易二維集成、沒有腔麵閾(yù)值損傷等優點,提供更好的激光束質量,更高的耦(ǒu)合效率和空腔反射率。此外,VCSEL能夠以二維陣列進行,使單個芯片可以包(bāo)含數百個單獨的光源,以增加最大輸出功率(lǜ)和提升長遠(yuǎn)的可靠性,EEL隻能在簡單的一維陣列中(zhōng)進行。

眼(yǎn)底醫療光學元件 (1) 060 BP880帶通濾光片 (4)

 

半導體激光器又稱為激光(guāng)二極管,是采用半導體材料作為工作介質而產生受激發射的一類激光器。常用材料有砷化镓(GaAs)、硫化鎘(gé)(CdS)、磷化(huà)銦(InP)、硫化鋅(ZnS)。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦激勵三種形式。

根據激光介質和工作原理的不同,半(bàn)導體激光器可以分(fèn)為以下幾類(lèi):

1.激光二極管

激光(guāng)二極管的(de)工作原理是,在PN結中注入電流,電子與空(kōng)穴在結區域內複合,釋放出激光光子。由於(yú)PN結的結區域非常(cháng)小,因此可以產生非常密集的激光束。激光二極管的(de)波長通常在800nm至980nm之間,適合於光纖通信等應用。

2.垂直腔麵發(fā)射激光器(VCSEL)

垂直腔麵發射(shè)激光(guāng)器(VCSEL)是(shì)一種在半導體芯片上製造的激光器。它的激光輸出垂直於芯片表麵,可以實現高效耦合(hé)到光纖或其他(tā)光學元(yuán)件中,因此(cǐ)在光(guāng)通信、光存儲、光打印(yìn)等領域有廣泛應用。

3.邊界發射(shè)激光器(EEL)

邊界發射激光器(EEL)是一(yī)種在PN結的邊界上發(fā)射激光的半導體激光器。它的(de)結構類似於(yú)激光二極管,但是(shì)在PN結的一側增加了一層反射鏡,使激(jī)光(guāng)在PN結邊界上振(zhèn)蕩(dàng),EEL的優點是輸出功率(lǜ)高(gāo),波長可調,結構簡單等。

4.量(liàng)子阱(jǐng)激光器

量子阱激光器是一種利用量子(zǐ)阱結構的電子(zǐ)束純效應產生激光的半(bàn)導體激光器。量子(zǐ)阱激光器且有波(bō)長可調,輸出功率高,照聲低等優點,適用於光纖通信,醫療和光譜分(fèn)析等領域。

5.垂直外延激光器

垂直外延激(jī)光器(qì)(VLEC)是一種采用外延生長技術製造的半(bàn)導(dǎo)體激光器。VIEC的結構複雜,製造(zào)工(gōng)藝難度較(jiào)大,但是具有波長範圍寬,輸出功率高(gāo)等優點,適用於高速光通信,光存儲和(hé)光(guāng)打印等領域。

VSCEL VS EEL

根據激(jī)光投影的方向(xiàng),半(bàn)導體激(jī)光(guāng)器可以分為兩類型:邊發射激光器(EEL)和垂直腔麵發射激(jī)光器(VCSEL)。

EEL有兩種主要(yào)類型:FP激光器和DFB激光器。在FP激光器中,激光二極管是激光器,其反射鏡隻是激光芯片末端的平麵裂開表麵。FP激光器主要用(yòng)於低數據速率(lǜ)短距離傳輸;傳輸距離一般在20km以(yǐ)內,速率一般在(zài)1.25G以內。DFB激光二極管是在腔內具有光柵結構的激光器,其在整個腔中產生多次反射。它們主要用於高數(shù)據速率的長距離傳輸。

VCSEL與(yǔ)EEL相(xiàng)比,VCSEL激光垂直於頂麵(miàn)射出,與激(jī)光由邊緣射出的邊(biān)發射型激光器(EEL)有所不同。因此(cǐ)相較於邊射(shè)型激光器,VCSEL激光器具有低閾值電流、穩定(dìng)單波長工(gōng)作、可高頻調製、容易二維集成、沒有(yǒu)腔麵閾值損傷等優點,提供更好的激光束質(zhì)量,更高的耦合效(xiào)率和空腔反射率。此外,VCSEL能夠以二維陣列進行,使單個芯片可(kě)以包含(hán)數百個單(dān)獨的光源,以增加最大輸(shū)出功率和提升長遠的可靠性,EEL隻能在簡(jiǎn)單(dān)的一維(wéi)陣列中進行。

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其(qí)中精密光學元件包括窗口片、反射鏡、棱鏡、偏(piān)振(zhèn)器、柱麵鏡、球麵透鏡、非球麵透(tòu)鏡、波片、分光鏡(jìng)、衍射光柵及其他特色光學元件等,正是激光雷達整機中需要的光學元件。

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