当前位置:

OFweek激光网

激光器

正文

一文读懂激光二极管及VCSEL产业

导读: LED已经是一个很成熟的产业,激光LD与VCSEL应用正在起飞,对于未来,我们需要新思维,新技术来迎接光电的新时代。

看过科幻片的朋友,一定忘不了星球大战里的激光武器吧!绝地武士们手持光剑用力一挥,任何坚硬的金属都会应声而断,在电影生化危机中,网状的激光光束向特种部队迎面而来,只见一个人瞬间被切成一块块的「人排」,听起来有点恶心,到底什么是激光呢?激光真的有这么神奇吗?

形成“激光”,先完成两个重要步骤

「激光(Laser)」是「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」的缩写,意思是「利用激励放射来增加光的强度」,所谓的「激励放射」其实就是完成两个重要的步骤,第一个是「能量激发(Pumping)」,第二个是「共振放大(Resonance)」:

>>>能量激发(Pumping)

固体激光(大多使用光激发光)属于「原子发光」,前面曾经介绍过原子发光的原理为,外加能量(光能或电能)激发掺杂原子的电子由内层能级跳到外层能级,当电子由外层能级跳回内层能级时,将能量以光能的型式释放出来,如图二(a)所示。半导体激光(大多使用电激发光)则是属于「半导体发光」,前面曾经介绍过半导体发光的原理为:外加能量(光能或电能)激发半导体的电子由价带跳到导带,当电子由导带跳回价带时,将能量以光能的型式释放出来,如图二(b)所示。

要发出激光,受激辐射是最基本的条件,如图二(c)所示,能量激发有「光激发光(PL)」或「电激发光(EL)」二种方式,不论使用那一种方式都可以产生激光,光激发光(PL)是外加光能使电子跳跃;电激发光(EL)则是外加电能使电子跳跃,将在后面详细介绍。

图二 能量激发的原理。

>>>谐振放大(Resonance)

在发光区外加一对「谐振腔(Cavity)」,谐振腔其实可以使用一对镜子组成,如图三所示,使光束在左右两片镜子之间来回反射,不停地通过发光区吸收光能,最后产生谐振效应,使光的能量放大。

光激发光(PL:Photoluminescence)我们以「钛蓝宝石激光(Ti Sapphire laser)」为例,先在蓝宝石内掺杂钛原子得到钛蓝宝石晶体,在晶体四周放置许多高亮度的光源(发出某一种波长的光)对着晶体照射,当晶体吸收光能产生「能量激发(Pumping)」,则会发出另外一种波长(颜色)的光。发射出来的光经由左右两个反射镜来回反射产生「谐振放大(Resonance)」,由于右方的反射镜设计可以穿透5%的光,所以高能量的激光就会由右方穿透射出,如图三(a)所示。

电激发光(EL:Electroluminescence)我们以「砷化镓激光二极管(GaAs laser diode)」为例,先在砷化镓激光二极管芯片(大约只有一粒砂子的大小)上下各蒸镀一层金属电极,对着芯片施加电压,当芯片吸收电能产生「能量激发(Pumping)」,则会发出某一种波长(颜色)的光。发射出来的光经由左右两个晶体镜面反射镜来回反射产生「谐振放大(Resonance)」,由于右方的反射镜设计可以穿透5%的光,所以高能量的激光光束就会由右方穿透射出,如图三(b)所示。

图三 激光产生的原理。

1  2  3  4  5  下一页>  
责任编辑:TD
免责声明: 本文仅代表作者个人观点,与 OFweek激光网 无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实, 对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅 作参考,并请自行核实相关内容。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

  • 激光工程
  • 研发工程
  • 光学工程
  • 猎头职位
更多
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: