A félvezető lézerek technológiai fejlesztése és alkalmazási területei

1. Bevezetés aFélvezető lézerek
A félvezető lézereket általában lézerdiódáknak nevezik, mivel munkaanyagként félvezető anyagokat használnak, ezért félvezető lézereknek nevezik őket. A félvezető lézer egy szálcsatolt félvezető lézermodulból, egy sugárkombináló eszközből, egy lézerenergia átviteli kábelből, egy tápegységből, egy vezérlőrendszerből és egy mechanikai szerkezetből stb. áll, és lézerkimenetet valósít meg a hajtás és a felügyelet alatt. az áramellátó rendszer és a vezérlőrendszer. A félvezető lézerek leggyakrabban használt munkaanyagai elsősorban a gallium-arzenid (GaAs), a kadmium-szulfid (CdS), az indium-foszfid (InP), a cink-szulfid (ZnS) stb. befecskendezés, pumpa és nagy energiájú elektronsugaras gerjesztés.

(1) Az elektromosan befecskendezett félvezető lézerek általában GaAS-t, CdS-t, InP-t, ZnS-t és más munkaanyagokat használnak fő anyagként a félvezető felületi csatlakozási diódák előállításához. Elektromos befecskendezés fogadásakor a forgóirányú előfeszítés mentén beinjektált áram A munkaanyag gerjesztett, hogy stimulált emissziót hozzon létre a csomóponti síkban.
(2) Punp típusú lézerek, amelyek általában germánium egykristályokból állnak, lyukakkal hordozóként (P-típusú félvezető egykristályok), vagy germánium egykristályokból, hordozóként elektronokkal (N-típusú félvezetők), amelyek akceptor szennyeződésekkel vannak adalékolva a kristályban. Munkaanyagként félvezető egykristályt) használnak, a többi lézer által kibocsátott lézert pedig pumpás gerjesztésként használják a populáció inverziójának megvalósításához.
(3) A nagyenergiájú elektronsugaras gerjesztésű félvezető lézerek a munkaanyagok kiválasztásában általában hasonlóak a pumpás lézerekhez, és félvezető germánium egykristályokat is használnak. Érdemes azonban megjegyezni, hogy a P-típusú félvezető egykristályok kiválasztásánál nagy energiájú elektronnyalábokat használnak. A gerjesztett félvezető lézerek főként PbS alapúak. A CbS és a ZnO a fő.

2. Dióda lézer piac mérete

A félvezető lézerek előnyei a kis méret, a könnyű súly, a hosszú élettartam, a nagy működési megbízhatóság, az alacsony energiafogyasztás, a magas elektro-optikai átalakítási hatékonyság, az egyszerű tömeggyártás és az alacsony ár. A nyomtatókat stb. széles körben használják, lefedik az optoelektronika teljes területét.

A technológia folyamatos fejlődésével és áttörésével a félvezető lézerek a rövidebb emissziós hullámhossz, a nagyobb emissziós teljesítmény, az ultrakis méret és a hosszú élettartam irányába fejlődnek, hogy megfeleljenek a különféle alkalmazások igényeinek, és egyre bővülnek a termékkategóriák. egyre bőségesebb. Széles körben alkalmazzák a lézeres feldolgozásban, a 3D nyomtatásban, a lézerradarban, a lézeres távolságmérőben, a katonai, orvosi és élettudományokban is. Ezen túlmenően, a nagy teljesítményű közvetlen félvezető lézereket a vágás és hegesztés területén széles körben alkalmazzák az átviteli célú optikai szálba való csatolás révén.

3. Félvezető lézerek alkalmazása az optoelektronika területén
(1) Optikai szálas kommunikáció. A félvezető lézer az egyetlen praktikus fényforrás az optikai szálas kommunikációs rendszerek számára, és az optikai szálas kommunikáció a kortárs kommunikációs technológia fő áramlatává vált.
(2) CD-hozzáférés. A félvezető lézereket optikai lemezes tárolókban alkalmazták, legnagyobb előnye, hogy nagyon nagy a tárolt hang-, szöveg- és képinformáció mennyisége. A kék és zöld lézerek használata nagymértékben javíthatja az optikai lemezek tárolási sűrűségét.
(3) Spektrális elemzés. A távoli infravörös hangolható félvezető lézereket környezeti gázelemzésre, légszennyezettség, járművek kipufogógázainak monitorozására stb. használták. Az iparban használható a gőzlerakódás folyamatának nyomon követésére.
(4) Optikai információfeldolgozás. A félvezető lézereket optikai információs rendszerekben használták. A felületet kibocsátó félvezető lézerek kétdimenziós tömbjei ideális fényforrások az optikai párhuzamos feldolgozó rendszerek számára, amelyeket számítógépekben és optikai neurális hálózatokban használnak majd. 5) Lézeres mikrogyártás. A Q-kapcsolt félvezető lézerek által generált nagy energiájú ultrarövid fényimpulzusok segítségével integrált áramkörök vághatók és fúrhatók.
(5) Lézeres riasztás. A félvezető lézeres riasztókat széles körben használják, beleértve a lopásgátló riasztókat, a vízszint-riasztókat és a járművek távolságjelzőit.
(6) Lézernyomtatók. A nagy teljesítményű félvezető lézereket már használják a lézernyomtatókban. A kék és zöld lézerek használata nagymértékben javíthatja a nyomtatási sebességet és a felbontást.
(7) Lézeres vonalkód-leolvasó. A félvezető lézeres vonalkód-leolvasókat széles körben alkalmazzák az áruk értékesítésében, valamint a könyvek és iratok kezelésében.
(8) Nagyfelbontású lézer TV. A közeljövőben piacra kerülhetnek a katódsugárcső nélküli félvezető lézertévék. Piros, kék és zöld lézereket használ, fogyasztása pedig a becslések szerint 20 százalékkal alacsonyabb, mint a meglévő tévéké.

4. Hol van a félvezető lézerek jövője?

Jelenleg a félvezető lézerek legnagyobb alkalmazása a szálas lézerek és a szilárdtestlézerek szivattyúforrása. Ha a szálas lézer szivattyúforrásaként a félvezető lézert alkalmazzuk, akkor az egységteljesítmény növelésével alapvetően egyszerűsíthető a szivattyúrendszer felépítése, és növelhető a szivattyú teljesítményszintje. Mivel a szálas lézerek és a szilárdtestlézerek kimenő teljesítményigénye egyre nagyobb, a félvezető szivattyús források teljesítményére is egyre nagyobb követelmények vonatkoznak.

A sugárminőség korlátozottsága miatt a hagyományos félvezető lézereket nehéz közvetlenül fémvágásra használni. Az elmúlt években a félvezető csatolási technológia fejlődésével és az új sugárkombinációs technológia fokozatos kiforrásával néhány kilowatt feletti szálas teljesítményű félvezető lézer is megfelel a vágósugár minőségi követelményeinek. Ráadásul a félvezető lézerek hullámhosszának sokfélesége miatt a rövid hullámhosszú félvezető lézerek hullámhossza nagyon közel van az alumínium hullámhossz-abszorpciós maximumához. Ezért az autóiparban a nagy teljesítményű félvezető lézerek nagyon alkalmasak alumínium karosszériák hegesztésére. Jelenleg a 2KW és 6KW közötti lézerkimeneti teljesítményű félvezető lézereket széles körben használják az autóipar gyártási folyamataiban.

A közvetlen anyagfeldolgozás területén a félvezető lézerek sugárminősége nehezen felülmúlható a szálas lézereké. Vékonylemez hegesztési és vágási alkalmazásokban azonban a félvezető lézerek nagyon alkalmasak. A nagy teljesítményű félvezető lézerek fejlesztése számos fontos alkalmazást tett lehetővé. Ezek a lézerek számos hagyományos technológiát váltottak fel, és sok új terméket hoztak számunkra.

Általánosságban elmondható, hogy a technológia folyamatos fejlődésének köszönhetően a félvezető lézerek alkalmazási területei folyamatosan változnak, és ezek a változások jelenleg is zajlanak. Általánosságban elmondható, hogy a félvezető lézerek rövidebb emissziós hullámhosszok és nagyobb emissziós teljesítmények felé fejlődnek, hogy megfeleljenek a jelenlegi piaci igényeknek.

Elérhetőség:

Ha bármilyen ötlete van, forduljon hozzánk bizalommal. Függetlenül attól, hogy hol tartózkodnak ügyfeleink és milyen követelményeket támasztanak, követjük azt a célunkat, hogy ügyfeleinknek magas minőséget, alacsony árakat és a legjobb szolgáltatást biztosítsuk.