Принцип роботи напівпровідникових лазерів?

Напівпровідникові лазериїх також називають лазерними діодами або скорочено LD. Напівпровідникові лазери — це лазерні випромінювальні пристрої, які випромінюють монохроматичне світло високої потужності за принципом стимульованого випромінювання. Кут випромінювання вихідного світла вузький, і те, що ми бачимо, є майже колімованим. Лазерний промінь можна модулювати безпосередньо, тобто вихідна інтенсивність світла може змінюватися зі зміною сигналу.

Принцип роботи
Принцип роботи випромінювання світла напівпровідникового лазера полягає в стимульованому випромінюванні. Викладено принцип стимульованого випромінювання: електрони, які поглинають зовнішню енергію (електричну енергію, енергію світла) на високому енергетичному рівні, випромінюють фотон, який точно такий самий, як зовнішній фотон, після сприйняття навколишнього зовнішнього фотона ( Енергія, напрямок руху , якість... абсолютно однакові), тому в одному напрямку більше фотонів, і цей процес називається стимульованим випромінюванням світла.

Вищенаведене є лише принципом, але на практиці, щоб напівпровідниковий лазер працював і випромінював світло, нам потрібні робочі матеріали, зовнішня енергія, підкладки та дзеркала для формування структури напівпровідникового лазера. Ми можемо імітувати лазер за допомогою таких простих кроків:
1. Закріпіть робочу речовину на підкладці та стимулюйте робочу речовину спонтанно випромінювати світло за допомогою зовнішньої енергії. Нинішнє світло — це звичайне слабке природне світло з нерегулярними напрямками та низькою інтенсивністю світла. Не всі речовини можуть виконувати роль цієї світної речовини, якщо вам цікаво, ви можете перевірити їх усі.
2. На лівій і правій сторонах робочої речовини є більше двох дзеркал випромінювання (одне зі 100-відсотковою відбивною здатністю, інше з 95-відсотковою відбивною здатністю), так що нерегулярне світло, випромінюване робочою речовиною, спонтанно випромінює, а світло у двох напрямках ліворуч і праворуч це буде відображено радіаційним дзеркалом, щоб постійно стимулювати робочу речовину для створення стимульованого випромінювання. Коли фотони збільшуються до певного порогу, ми бачимо, що очевидне світло переливається з дзеркала з відбивною здатністю 95 відсотків. Звичайно, зовнішня сторона інкапсульована металом (міддю), і фотони, які знаходяться не в напрямку дзеркала, якщо вони контактуватимуть з металевим шаром зовнішньої упаковки, вони будуть втрачені у вигляді теплової енергії.
3. Якщо ви подумаєте про це, фотони на діагональній лінії дзеркала випромінювання також будуть випромінюватися та збільшуватися, тому світло, яке виходить, має певний кут розбіжності. У майбутньому ми зможемо використовувати оптичні компоненти, такі як колімаційні дзеркала, для обробки світла на наступному кроці.

Які довжини хвиль мають напівпровідникові лазери:
1. Довжина хвилі становить 193 нм ~ 337 нм, що є діапазоном довжин хвиль ультрафіолетового лазера, який невидимий неозброєним оком.
2. Довжина хвилі фіолетового лазера становить: 365-405нм, що є діапазоном довжин хвиль фіолетового лазера, видимим неозброєним оком.
3. Довжина хвилі лазера синього світла становить: 445 нм ~ 488 нм, що є діапазоном довжин хвиль лазера синього світла, видимого неозброєним оком.
4. Довжина хвилі зеленого лазера становить: 514 нм ~ 543 нм, що є діапазоном довжин хвиль зеленого лазера, видимим неозброєним оком.
5. Довжина хвилі червоного лазера: 633 нм ~ 658 нм, що є діапазоном довжин хвиль інфрачервоного лазера, видимого неозброєним оком.
6. Довжина хвилі становить 780 нм ~ 1060 нм, що є діапазоном довжин хвиль інфрачервоного лазера, який невидимий неозброєним оком.

Застосування напівпровідникових лазерів:
1. Комунікаційні програми: напівпровідникові лазери можна використовувати у сферах високошвидкісного зв’язку, таких як оптоволоконний зв’язок, бездротовий зв’язок і мережі центрів обробки даних. Серед них VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) — один із найбільш часто використовуваних напівпровідникових лазерів для зв’язку на коротких відстанях, який характеризується вузькою спектральною шириною, низькою потужністю та відносно низькою вартістю.
2. Медичне застосування: напівпровідникові лазери можна використовувати в медичних пристроях, таких як лазерні скальпелі, для краси шкіри тощо. Лазерний скальпель використовує для різання лазерний промінь високої щільності енергії, який має переваги безкровності та мінімальної інвазивності, а також може використовуватися в офтальмології, стоматології, дерматології та лапароскопічній хірургії.
3. Застосування у виробництві: напівпровідникові лазери можна використовувати в галузях обробної промисловості, таких як лазерне різання, лазерне маркування, лазерне зварювання тощо. Технологія лазерного різання може використовуватися для різання металевих і неметалевих матеріалів і має переваги високої точності , висока швидкість і висока продуктивність.
4. Застосування для уникнення перешкод: напівпровідникові лазери можна використовувати в роботах-підміталах, а в системах LIDAR – у технологіях автономного водіння. Система LIDAR може створювати тривимірні зображення навколишнього середовища та є важливим датчиком для автономних транспортних засобів.
5. Застосування біологічного виявлення: напівпровідникові лазери можна використовувати в області біологічного виявлення, наприклад, флуоресцентного аналізу, виявлення білка тощо. Його висока інтенсивність і монохроматичність широко використовують його в біологічному аналізі.
6. Застосування машинного зору: широко використовувані напівпровідникові лазери з вузькою шириною лінії, лазери з тоншою лінійкою, невеликі помилки пікселів, які фіксуються датчиками, а також високоточне сканування та вимірювання можна широко побачити в автоматизованих виробничих цехах.

Є багато інших додатків, за приблизними підрахунками їх понад 100, тому я не буду їх тут перераховувати по одному. Ви також можете перейти на свою сторону, щоб дізнатися, де використовуються напівпровідникові лазери.

Контактна інформація:

Якщо у вас є якісь ідеї, не соромтеся поговорити з нами. Незалежно від того, де знаходяться наші клієнти та які наші вимоги, ми будемо слідувати нашій меті надавати нашим клієнтам високу якість, низькі ціни та найкращий сервіс.