半导体激光器使用指南

半导体激光器使用指南 一、 半导体激光器结构和工作原理 半导体激光器是指以注入电流做为激励源，由半导体材料和光学谐振腔构成的激光自激励振荡器。 1. 半导体材料：具有晶体结构的 P 型半导体N 型半导体结合在一起形成PN 结，在输入电流的激励下，实现粒子数反转分布，当受激辐射大于受激吸收时，就产生光的放大作用。半导体材料的种类决定输出激光的波长，如 AlGaINP/GaAs 输出激光波长为 610nm～690nm，AlGaAs/GaAs 输出激光波长为 780nm～800nm，InGaAs/GaAs 输出激光波长为 800nm～1100nm 等。 2. 光学谐振腔：受激辐射光在光学谐振腔中来回反射，不断反馈振荡，当达到一定强度后，就输出激光。光学谐振腔和半导体材料的结构决定半导体激光器的性能和寿命。 3. 电流：电流作为激励源，注入电流的大小决定半导体激光器的输出功率。 二、 半导体激光器的阈值特性： 阈值是所有激光器的属性，它标志着激光器的增益与损耗的平衡点，即阈值以后激光器才开始出现净增益。由于半导体激光器是直接注入电流的电子-光子转换器件，因此其阈值用电流来表示。阈值电流是评定半导体激光器性能的最主要参数。 对于半导体激光器，只有当注入电流达到一定值后才能既实现粒子数反转又满足谐振腔内光振荡的阈值条件，发射出谱线尖锐，模式明确本资料由陕西 同 为光电设 备 有限 公 司 搜 集 整 理 1的激光光束；如果注入电流小于阈值，激光器发出荧光。 一般来说，激光器阈值电流越小，使用寿命越长；阈值电流越大，使用寿命越短。正常情况下，光纤通讯用半导体激光器的阈值电流电流为8～12mA，连续使用寿命在10 万小时以上；其它小功率半导体激光器的阈值电流为20～40mA，连续使用寿命在1～2 万小时；大功率半导体激光器的阈值电流为80～150mA，连续使用寿命在5000 小时左右。 半导体激光器的阈值特性除受器件结构和半导体材料影响外，温度对它的影响最为明显。温度升高，半导体激光器的阈值电流随之增大；温度每升高25 度，阈值电流增大一倍。因此，半导体激光器在使用过程中，温度控制至关重要。光纤通讯设备中设置了自动温度控制电路（ATC），大功率半导体激光器中包含有流体冷却或制冷器，小功率半导体激光器可采用传导冷却或风冷。 三、 半导体激光器损坏原因和预防措施： 统计表明，半导体激光器突然失效，有很大原因是由于浪涌和静电造成的。 一） 浪涌： 浪涌是一种突发性的瞬间电脉冲，使半导体激光...