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半導(dǎo)體激光器和光纖激光器的區(qū)別
時(shí)間：2022-06-20 13:37 閱讀：3390 次
激光器作為激光產(chǎn)業(yè)的核心器件，存在多種類型款型，常見的分類方式有按激光工作物質(zhì)、按化學(xué)組成、按運(yùn)轉(zhuǎn)方式、按波段范圍以及按激勵(lì)方式等。不同類型的激光器各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)用過程中，要針對自己的實(shí)際需要，選擇合適的激光器，下面介紹半導(dǎo)體激光器和光纖激光器的區(qū)別。
1.介質(zhì)材料不同
光纖激光器和半導(dǎo)體激光器的區(qū)別就是他們發(fā)射激光的介質(zhì)材料不同。光纖激光器使用的增益介質(zhì)是光纖,半導(dǎo)體激光器
使用的增益介質(zhì)是半導(dǎo)體材料,一般是砷化鎵,銦鎵申等。
2.發(fā)光機(jī)理不同
半導(dǎo)體激光器的發(fā)光機(jī)理:是粒子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間躍遷產(chǎn)性光子,因?yàn)槭前雽?dǎo)體,所以使用電激勵(lì)即可,是直接的電光轉(zhuǎn)
換。而光纖不能夠直接實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換,需要用光來泵浦增益介質(zhì)(一般用激光二極管泵浦),它實(shí)現(xiàn)的是光光轉(zhuǎn)換。
3.散熱性能不同
光纖激光器散熱好,一般風(fēng)冷即可。半導(dǎo)體激光器受溫度影響非常大,當(dāng)功率較大時(shí),需要水冷。
4.主要特性不同
光纖激光器的主要特性是器件體積小，靈活。激光輸出譜線多，單色性好,調(diào)諧范圍寬。并且其性能與光偏振方向無關(guān),
器件與光纖的耦合損耗小。轉(zhuǎn)換效率高,激光閾值低。光纖的幾何形狀具有很低的體積和表面積,再加上在單模狀態(tài)下激光與
泵浦可充分耦合。
半導(dǎo)體激光器易與其他半導(dǎo)體器件集成。具有的特性是可直接電調(diào)制;易于與各種光電子器件實(shí)現(xiàn)光電子集成;體積小，
重量輕;驅(qū)動(dòng)功率和電流較低;效率高、工作壽命長;與半導(dǎo)體制造技術(shù)兼容;可大批量生產(chǎn)。
5.應(yīng)用不同
光纖激光器主要應(yīng)用于激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制
輥、金屬非金屬鉆孔切割焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè),作
為其他激光器的泵浦源等等。
半導(dǎo)體激光器在激光測距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)和跟蹤、引燃引爆、自動(dòng)控制、檢
測儀器等方面有廣泛應(yīng)用。
以上就是半導(dǎo)體激光器和光纖激光器的區(qū)別，和傳統(tǒng)的固體、氣體激光器一樣，光纖激光器也是由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三個(gè)基本要素組成。泵浦源一般采用高功率半導(dǎo)體激光器，增益介質(zhì)為稀土摻雜光纖或普通非線性光纖，諧振腔可以由光纖光柵等光學(xué)反饋元件構(gòu)成各種直線型諧振腔，也可以用耦合器構(gòu)成各種環(huán)形諧振腔。泵浦光經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)耦合進(jìn)入增益光纖，增益光纖在吸收泵浦光后形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)或非線性增益并產(chǎn)生自發(fā)發(fā)射。所產(chǎn)生的自發(fā)發(fā)射光經(jīng)受激放大和諧振腔的選模作用后，最終形成穩(wěn)定激光輸出。
1.介質(zhì)材料不同
光纖激光器和半導(dǎo)體激光器的區(qū)別就是他們發(fā)射激光的介質(zhì)材料不同。光纖激光器使用的增益介質(zhì)是光纖,半導(dǎo)體激光器
使用的增益介質(zhì)是半導(dǎo)體材料,一般是砷化鎵,銦鎵申等。
2.發(fā)光機(jī)理不同
半導(dǎo)體激光器的發(fā)光機(jī)理:是粒子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間躍遷產(chǎn)性光子,因?yàn)槭前雽?dǎo)體,所以使用電激勵(lì)即可,是直接的電光轉(zhuǎn)
換。而光纖不能夠直接實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換,需要用光來泵浦增益介質(zhì)(一般用激光二極管泵浦),它實(shí)現(xiàn)的是光光轉(zhuǎn)換。
3.散熱性能不同
光纖激光器散熱好,一般風(fēng)冷即可。半導(dǎo)體激光器受溫度影響非常大,當(dāng)功率較大時(shí),需要水冷。
4.主要特性不同
光纖激光器的主要特性是器件體積小，靈活。激光輸出譜線多，單色性好,調(diào)諧范圍寬。并且其性能與光偏振方向無關(guān),
器件與光纖的耦合損耗小。轉(zhuǎn)換效率高,激光閾值低。光纖的幾何形狀具有很低的體積和表面積,再加上在單模狀態(tài)下激光與
泵浦可充分耦合。
半導(dǎo)體激光器易與其他半導(dǎo)體器件集成。具有的特性是可直接電調(diào)制;易于與各種光電子器件實(shí)現(xiàn)光電子集成;體積小，
重量輕;驅(qū)動(dòng)功率和電流較低;效率高、工作壽命長;與半導(dǎo)體制造技術(shù)兼容;可大批量生產(chǎn)。
5.應(yīng)用不同
光纖激光器主要應(yīng)用于激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制
輥、金屬非金屬鉆孔切割焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè),作
為其他激光器的泵浦源等等。
半導(dǎo)體激光器在激光測距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)和跟蹤、引燃引爆、自動(dòng)控制、檢
測儀器等方面有廣泛應(yīng)用。
以上就是半導(dǎo)體激光器和光纖激光器的區(qū)別，和傳統(tǒng)的固體、氣體激光器一樣，光纖激光器也是由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三個(gè)基本要素組成。泵浦源一般采用高功率半導(dǎo)體激光器，增益介質(zhì)為稀土摻雜光纖或普通非線性光纖，諧振腔可以由光纖光柵等光學(xué)反饋元件構(gòu)成各種直線型諧振腔，也可以用耦合器構(gòu)成各種環(huán)形諧振腔。泵浦光經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)耦合進(jìn)入增益光纖，增益光纖在吸收泵浦光后形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)或非線性增益并產(chǎn)生自發(fā)發(fā)射。所產(chǎn)生的自發(fā)發(fā)射光經(jīng)受激放大和諧振腔的選模作用后，最終形成穩(wěn)定激光輸出。
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