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半导体激光器

半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器,由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。激光二极管的优点有:效率高、体积小、重量轻且价格低。  ---查看全文 >>

关键字:半导体激光器 

半导体激光器


半导体激光器的来源
半导体激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激发,在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良,开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管(Laser diode)等,广泛使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器(激光笔),是目前生产量最大的激光器。
 
激光二极管的优点有:效率高、体积小、重量轻且价格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%,P-N型也达到数%~25%,总而言之能量效率高是其最大特色。另外,它的连续输出波长涵盖了红外线到可见光范围,而光脉冲输出达50W(带宽100ns)等级的产品也已商业化,作为激光雷达或激发光源可说是非常容易使用的激光的例子。
 
半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器,由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
 
半导体激光器
 

半导体存储器的分类及特点
半导体存储器分ROM和RAM
ROM只读存储器
只能读,不能写,断电后信息不会丢失,属非易性存储器,ROM又分为
1、掩膜ROM:由生产厂商用掩膜技术将程序写入其中,适用于大批量生产

2、可编程ROM(PROM或OTP):由用户自行写入程序,一旦写入,不能修改,适用于小批量生产

3、可擦除可编程ROM( EPROM ):可由用户自行写入,写入后,可用紫外线光照擦除重新写新的程序,适用于科研

4、电可擦除ROM(EEPROM):可用电信号擦除和重新写入的存储器,适用于断电保护
 
半导体激光器


RAM 随机存取存储器
既能读,又能写,断电后信息会丢失,属易失性存储器
RAM用于存放各种现场的输入输出程序,数据,中间结果。RAM又分为静态RAM,动态RAM
 
1、 静态RAM(SRAM):利用半导体触发器两个稳定的状态表示0或1
静态RAM又分为双极型的SRAM和MOS管的SRAM
双极型的SRAM:用晶体管触发器作为记忆单元
MOS管的SRAM:由6个MOS管作为记忆单元
双极双极型的SRAM型速度快, MOS管速度慢,不需要刷新
 
2、动态RAM(DRAM):利用MOS管的栅极电容保存信静态RAM息,即电荷的多少表示0和1。动态RAM需要进行刷新操作
 
半导体激光器


半导体激光器的工作特性
1.阈值电流。当注入p-n结的电流较低时,只有自发辐射产生,随电流值的增大增益也增大,达阈值电流时,p-n结产生激光。影响阈值的几个因素:
(1)晶体的掺杂浓度越大,阈值越小。
(2)谐振腔的损耗小,如增大反射率,阈值就低。
(3)与半导体材料结型有关,异质结阈值电流比同质结低得多。目前,室温下同质结的阈值电流大于30000A/cm2;单异质结约为8000A/cm2;双异质结约为1600A/cm2。现在已用双异质结制成在室温下能连续输出几十毫瓦的半导体激光器。
(4)温度愈高,阈值越高。100K以上,阈值随T的三次方增加。因此,半导体激光器最好在低温和室温下工作。

 
2.方向性。由于半导体激光器的谐振腔短小,激光方向性较差,在结的垂直平面内,发散角最大,可达20°-30°;在结的水平面内约为10°左右。
 
3.效率。量子效率η=每秒发射的光子数/每秒到达结区的电子空穴对数77K时,GaAs激光器量子效率达70%-80%;300K时,降到30%左右。
功率效率η1=辐射的光功率/加在激光器上的电功率,由于各种损耗,目前的双异质结器件,室温时的η1最高10%,只有在低温下才能达到30%-40%。

 
4.光谱特性。由于半导体材料的特殊电子结构,受激复合辐射发生在能带(导带与价带)之间,所以激光线宽较宽,GaAs激光器,室温下谱线宽度约为几纳米,可见其单色性较差。输出激光的峰值波长:77K时为840nm;300K时为902nm。

本文链接:http://baike.cntronics.com/abc/3455

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