耦合半导体激光器是什么,和光纤激光器的区别请教

耦合半导体激光器是什么,和光纤激光器的区别请教,第1张

光纤激光器(Fiber Laser)是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。

光纤耦合半导体激光器是讲半导体激光器作为光源,是将激光耦合到光纤中传输,光纤只起到传输的作用了

固态物质中,允许大量电子自由自在地在它里面流动的叫导体;只允许极少数电子通过的叫绝缘体;导电性低于导体又高于绝缘体的叫半导体。激光工作物质采用半导体的激光器叫半导体激光器。尽管半导体本身也是一种固体,而且发光机理就本质上讲与固体激光器没有多大差别。但由于半导体物质结构不同,产生激光的受激辐射跃迁的高能级和低能级分别是“导带”和“价带”,辐射是电子与“空穴”复合的结果,具有其特殊性,所以没有将它列入固体激光器。

半导体激光工作物质有几十种,较为成熟的是砷化镓(GaAs)、掺铝砷化镓等。激励方式有光泵浦、电子轰击、电注入式等。

半导体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构简单,因此,特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。有些半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长,即所谓的调谐,可以很方便地对输出光束进行调制;半导体激光器的波长范围为0.32~34微米,较宽广。它能将电能直接转换为激光能,效率已达10%以上。所有这些都使它受到重视,所以发展迅速,目前已广泛应用于激光通信、测距、雷达、模拟、警戒、引燃引爆和自动控制等方面。

半导体激光器最大的缺点是:激光性能受温度影响大,比如砷化镓激光,当温度从绝对温度77°K变到室温时,激光波长从0.84变到0.91微米。另外,效率虽高,但因体积小,总功率并不高,室温下连续输出不过几十毫瓦,脉冲输出只有几瓦到几十瓦。光束的发散角,一般在几度到20度之间,所以在方向性、单色性和相干性等方面较差。

光纤是用来传导光的,现在最重要的应用领域就是光通讯,编码器先根据数字信号对激光进行编码,然后通过光纤传输到目的地,再由解码器把光信号解读成数字信号。

到目前为止,按主要工作原理,可以把激光器分类为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、化学激光器、自由电子激光器。最先被发明出来的是固体激光器。但是这种激光器并不适用于光纤通讯。因为固体激光器普遍体积较大,而光通讯要求的是小巧轻便,以便与极细的光纤进行耦合。而且那个年代固体激光器发射的激光波长与光纤的最佳窗口波长1310nm、1550nm也不吻合。所以很难与光纤搭配应用。

而半导体激光器出现以后,人们就发现,原来它跟光纤才是绝配。半导体激光器是电泵浦,不需要泵浦光源,通俗点说就是插上电就能亮。半导体激光器功率虽小,但是功率效率较高,激光阈值很低,用很少的电能就可以驱动,光纤通讯本身也不需要太强的激光功率。而且半导体激光器可以很小很小,1厘米上可以做几十个,也就是说信号通量可以做到很大。再有就是半导体激光器的发光波长取决于其中发光二级管的材料,而通过合适的选材和掺杂,正好可以做成1310和1550纳米波长的。这些特点使得它与光纤可以很好地契合在一起,在光通讯领域大展拳脚。也正是因为半导体激光器的出现,光纤才真正应用在实用领域。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址:https://54852.com/dianzi/8437884.html

(0)
打赏 微信扫一扫微信扫一扫 支付宝扫一扫支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-16
下一篇2023-04-16

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

    保存