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半导体激光器的发展及其应用 6

半导体激光器的发展及其应用 6

下面我们具体来看看几种常用的半导体激光器的应用:

    量子阱半导体大功率激光器在精密机械零件的激光加工方面有重要应用,同时也成为固体激光器最理想的、高效率泵浦光源.由于它的高效率、高可靠性和小型化的优点,导致了固体激光器的不断更新.

    在印刷业和医学领域,高功率半导体激光器也有应用.另外,如长波长激光器(1976年,人们用GaInAsP/InP实现了长波长激光器)用于光通信,短波长激光器用于光盘读出.自从NaKamuxa实现了GaInN/GaN蓝光激光器,可见光半导体激光器在光盘系统中得到了广泛应用,如CD播放器,DVD系统和高密度光存储器可见光面发射激光器在光盘、打印机、显示器中都有着很重要的应用,特别是红光、绿光和蓝光面发射激光器的应用更广泛.蓝绿光半导体激光器用于水下通信、激光打印、高密度信息读写、深水探测及应用于大屏幕彩色显示和高清晰度彩色电视机中.总之,可见光半导体激光器在用作彩色显示器光源、光存贮的读出和写人,激光打印、激光印刷、高密度光盘存储系统、条码读出器以及固体激光器的泵浦源等方面有着广泛的用途.量子级联激光的新型激光器应用于环境检测和医检领域.另外,由于半导体激光器可以通过改变磁场或调节电流实现波长调谐,且已经可以获得线宽很窄的激光输出,因此利用半导体激光器可以进行高分辨光谱研究.可调谐激光器是深人研究物质结构而迅速发展的激光光谱学的重要工具大功率中红外(3.5lm)LD在红外对抗、红外照明、激光雷达、大气窗口、自由空间通信、大气监视和化学光谱学等方面有广泛的应用.

    绿光到紫外光的垂直腔面发射器在光电子学中得到了广泛的应用,如超高密度、光存储.近场光学方案被认为是实现高密度光存储的重要手段.垂直腔面发射激光器还可用在全色平板显示、大面积发射、照明、光信号、光装饰、紫外光刻、激光加工和医疗等方面、如前所述,半导体激光器自20世纪80年代初以来,由于取得了DFB动态单纵模激光器的研制成功和实用化,量子阱和应变层量子阱激光器的出现,大功率激光器及其列阵的进展,可见光激光器的研制成功,面发射激光器的实现、单极性注人半导体激光器的研制等等一系列的重大突破,半导体激光器的应用越来越广泛,半导体激光器已成为激光产业的主要组成部分,目前已成为各国发展信息、通信、家电产业及军事装备不可缺少的重要基础器件.

    ----朗讯科技公司下属研发机构贝尔实验室的科学家们近日成功研制出世界上首款能够在红外波长光谱范围内持续可靠地发射光的新型半导体激光器。新设备克服了原有宽带激光发射过程中存在的缺陷,在先进光纤通信和感光化学探测器等领域有着广阔的潜在应用。相关的制造技术可望成为未来用于光纤的高性能半导体激光器的基础。

    ----有关新激光器性质的论文刊登2002年2月21日出版的《自然》杂志上。文章主要作者、贝尔实验室物理学家Claire  Gmachl断言:“超宽带半导体激光器可用来制造高度敏感的万用探测器,以探测大气中的细微污染痕迹,还可用于制造诸如呼吸分析仪等新的医疗诊断工具。”

    ----半导体激光器是一种非常方便的光源,具备紧凑、耐用、便携和强大等特点。然而,典型半导体激光器通常为窄带设备,只能以特有波长发出单色光。相比之下,超宽带激光器具有显著的优势,可以同时在更宽的光谱范围内选取波长。制造出可在范围广泛的操作环境下可靠运行的超宽带激光器正是科学家们长久以来追求的一个目标。

    ----为了研制出新型的激光器,贝尔实验室科学家们采用了650余种光子学中使用的标准半导体材料,并将其叠放在一起组成一个“多层三明治”。这些层面共分为36组,其中不同层面组在感光属性方面有着细微的差别,并在特有的短波长范围内生成光,同时与其他各组之间保持透明.所有这些层面组结合在一起,就能发射出宽带激光。

    ----新型激光器隶属于一种称为量子瀑布(QC)激光器的高性能半导体激光器。QC激光器由Federico  Capasso和AlfredCho及其同事于1994年在贝尔实验室发明,其操作过程非常类似于一道电子瀑布。当电流通过激光器时,电子瀑布将沿着能量阶梯奔流而下;每当其撞击一级阶梯时,就会放射出红外光子。这些红外光子在包含电子瀑布的半导体共振器内前后反射,从而激发出其他光子。这一放大过程将产生出很高的输出能量。

    ----超宽带激光器可在6~8微米红外波长范围产生1.3瓦的峰值能量。Gmachl指出:“从理论上讲,波长范围可以更宽或更窄。选择6~8微米范围波长发射激光,目的是更令人信服地演示我们的想法。未来,我们可以根据诸如光纤应用等具体应用的特定需求量身定制激光器。

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