半導(dǎo)體激光器使用壽命,發(fā)射激光時(shí)要具備哪些條件？

半導(dǎo)體激光器的壽命

一般來(lái)說(shuō)，激光器閾值電流越小，使用壽命越長(zhǎng)；閾值電流越大， 使用壽命越短。正常情況下，光纖通訊用半導(dǎo)體激光器的閾值電流電流 為8～12mA，連續(xù)使用壽命在 10 萬(wàn)小時(shí)以上；其它小功率半導(dǎo)體激光器 的閾值電流為 20～40mA，連續(xù)使用壽命在 2～3 萬(wàn)小時(shí)；大功率半導(dǎo)體 激光器的閾值電流為80～150mA，連續(xù)使用壽命在5000 小時(shí)左右。

半導(dǎo)體激光器決定波長(zhǎng)的因素

半導(dǎo)體光電器件的工作波長(zhǎng)是和制作器件所用的半導(dǎo)體材料的種類相關(guān)的。半導(dǎo)體材料中存在著導(dǎo)帶和價(jià)帶，導(dǎo)帶上面可以讓電子自由運(yùn)動(dòng)，而價(jià)帶下面可以讓空穴自由運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)帶和價(jià)帶之間隔著一條禁帶，當(dāng)電子吸收了光的能量從價(jià)帶跳躍到導(dǎo)帶中去時(shí)，就把光的能量變成了電，而帶有電能的電子從導(dǎo)帶跳回價(jià)帶，又可以把電的能量變成光，這時(shí)材料禁帶的寬度就決定了光電器件的工作波長(zhǎng)。材料科學(xué)的發(fā)展使我們能采用能帶工程對(duì)半導(dǎo)體材料的能帶進(jìn)行各種精巧的裁剪，使之能滿足我們的各種需要并為我們做更多的事情，也能使半導(dǎo)體光電器件的工作波長(zhǎng)突破材料禁帶寬度的限制擴(kuò)展到更寬的范圍。

半導(dǎo)體激光器在發(fā)射激光時(shí)要具備哪些條件？

為了適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求，往往會(huì)出現(xiàn)不同類型的設(shè)備。其實(shí)，也是如此。其中就包括了半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、脈沖激光器等等系列的產(chǎn)品。那么，當(dāng)中的半導(dǎo)體激光器在發(fā)射激光的時(shí)候，是要具備什么條件的呢？

半導(dǎo)體激光器是根據(jù)固體的能帶理論，半導(dǎo)體材料中電子的能級(jí)形成能帶。高能量的為導(dǎo)帶，低能量的為價(jià)帶，兩帶被禁帶分開(kāi)。引入半導(dǎo)體的非平衡電子-空穴對(duì)復(fù)合時(shí)，把釋放的能量以發(fā)光形式輻射出去，這就是載流子的復(fù)合發(fā)光。

從專業(yè)的角度看，半導(dǎo)體是依靠注入載流子工作的，其的發(fā)射激光須具備哪些條件呢？

1、有一個(gè)合適的諧振腔能夠起到反饋?zhàn)饔茫故芗ぽ椛涔庾釉錾?，從而產(chǎn)生激光震蕩。

2、要滿足一定的閥值條件，以使光子增益等于或大于光子的損耗。

3、要產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù)。

半導(dǎo)體激光器是激勵(lì)方式，利用半導(dǎo)體物質(zhì)在能帶間躍遷發(fā)光，用半導(dǎo)體晶體的解理面形成兩個(gè)平行反射鏡面作為反射鏡，組成諧振腔，使光振蕩、反饋，產(chǎn)生光的輻射放大，輸出激光。

通過(guò)以上的分析，當(dāng)使用的半導(dǎo)體激光器的時(shí)候，想要發(fā)射激光就要具備這幾個(gè)條件。

半導(dǎo)體激光器退化的原因

半導(dǎo)體激光器本身比較脆弱，目前激光器的壽命最長(zhǎng)可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，光纖激光器的壽命短，那么激光器在工作中退化的原因是什么呢？

1.半導(dǎo)體激光器的管芯小，工作電流密度和光功率密度高，而作為激光物質(zhì)的半導(dǎo)體單晶材料又較容易發(fā)生缺陷，這些缺陷在電和光的作用下逐漸發(fā)展，從而引起器件性能的退化。

2.半導(dǎo)體激光器的鏡面是用解理工藝形成的，鏡面本身受到環(huán)境條件影響而污染也會(huì)也會(huì)導(dǎo)致激光器性能退化。

3.管芯焊接也是關(guān)鍵技術(shù)，管芯焊在熱沉之上，而有源去距離熱沉只有幾微米；半導(dǎo)體激光器工作會(huì)發(fā)熱，如果焊料太多，受熱時(shí)會(huì)發(fā)生緩慢的攀移，使半導(dǎo)體激光器發(fā)生短路，導(dǎo)致激光器退化。

4.隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，激光器的閾值電流會(huì)緩慢增加，從而導(dǎo)致激光器退化。

大家在使用激光切割機(jī)，激光刀模機(jī)之類的激光設(shè)備時(shí)應(yīng)該多長(zhǎng)注意。