半导体激光器参数2
2微米半导体激光器
2微米半导体激光器激光技术是一种重要的光学技术，在科学研究、医疗、工业制造等领域都有广泛的应用。
而2微米半导体激光器作为一种新兴的激光器件，具有许多独特的特性和应用潜力。
本文将对2微米半导体激光器的原理、性能、应用以及发展前景进行探讨。
一、2微米半导体激光器的原理2微米半导体激光器是利用半导体材料的能带结构产生激光的器件。
其基本结构包括激光腔、半导体材料和光波导等。
通过注入电流，激发半导体材料中的载流子，使其发生迁移和复合过程，从而产生光子。
利用正反馈和谐振腔效应，实现光子产生和放大，最终形成激光输出。
二、2微米半导体激光器的性能2微米半导体激光器具有很多独特的性能优势。
首先，2微米波段是近红外光谱中的一个重要窗口，具有较好的透明性和低吸收特性，能够穿透水和大部分生物组织。
其次，2微米半导体激光器具有较高的发光效率和较宽的工作温度范围。
此外，它还具有紧凑结构、高光束质量和较低的热失配等优点。
三、2微米半导体激光器的应用由于其独特的性能特点，2微米半导体激光器在许多领域中都有广泛的应用。
首先，医疗领域是2微米激光器的一个重要应用领域。
2微米光具有较强的水吸收能力，能够对水分子进行高效吸收，因此在激光手术、皮肤美容、眼科治疗等方面有着广泛的应用。
其次，2微米激光器还可以应用于光通信领域，实现光信号的传输和处理。
此外，2微米激光器还可以用于材料加工、环境监测以及国防安全等领域。
四、2微米半导体激光器的发展前景随着激光技术的不断发展和应用的不断扩大，2微米半导体激光器作为一种新兴的激光器件，具有巨大的发展潜力。
目前，研究人员正在不断改进半导体材料的性能和制备工艺，提高2微米激光器的效率和可靠性。
同时，针对不同领域的应用需求，开展了一系列的研究和应用探索。
未来，随着相关技术的不断突破和应用场景的不断拓展，2微米半导体激光器有望在更多领域发挥重要作用。
总结2微米半导体激光器作为一种新兴的激光器件，在医疗、光通信、材料加工等领域有着广泛的应用前景。
半导体激光器国家标准(二)
半导体激光器国家标准（二）3.1.32 远场光强分布Far field intensity distribution在距离远远大于激光光源瑞利长度的接收面上得到的光强分布。
3.1.33 近场光强分布Near field intensity distribution激光器在输出腔面（AR面）上的光强分布。
3.1.34 近场非线性Near field non-linearity热应力引起半导体激光器阵列或巴条中各个发光单元在垂直p-n结的方向上发生的位移，导致激光器阵列或巴条近场各个发光单元不在一条直线上，又称为"smile"效应。
3.1.35 偏振Polarization半导体激光器是利用光波导效应将光场限制在有源区内，使光波沿着有源区层传播，并通过腔面输出，半导体激光器的偏振特性与电场和磁场两个空间变量有关，对于横向电场（TE）偏振光，只存在（Ey，Hx，Hz）三个分量，对于横向磁场（TM）偏振光，只存在（Ex，Ez，Hy）三个分量。
半导体激光器偏振特性优劣通常用偏振度来表征，偏振度为两种偏振态的光功率差与光功率和的比值，通常以百分比表示。
3.1.36 热阻Thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，激光器产生1W 热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。
3.1.37 波长-温度漂移Wavelength-temperature shift半导体激光器稳定工作时，结温每升高1℃所引起的波长变化，单位是nm/K。
3.1.38 斜率效率Slope efficiency激光器额定光功率的10％和90％对应的光功率差值△P与相应工作电流的差值△I的比值称为斜率效率。
3.1.39 光功率-电流曲线扭折Optical power-current curve kink光功率-电流曲线上出现的非线性变化的拐点。
扭折表征了光功率与工作电流的线性关系的优劣。
半导体激光器国家标准(二)
半导体激光器国家标准（二）3.1.32 远场光强分布Far field intensity distribution在距离远远大于激光光源瑞利长度的接收面上得到的光强分布。
3.1.33 近场光强分布Near field intensity distribution激光器在输出腔面（AR面）上的光强分布。
3.1.34 近场非线性Near field non-linearity热应力引起半导体激光器阵列或巴条中各个发光单元在垂直p-n结的方向上发生的位移，导致激光器阵列或巴条近场各个发光单元不在一条直线上，又称为"smile"效应。
3.1.35 偏振Polarization半导体激光器是利用光波导效应将光场限制在有源区内，使光波沿着有源区层传播，并通过腔面输出，半导体激光器的偏振特性与电场和磁场两个空间变量有关，对于横向电场（TE）偏振光，只存在（Ey，Hx，Hz）三个分量，对于横向磁场（TM）偏振光，只存在（Ex，Ez，Hy）三个分量。
半导体激光器偏振特性优劣通常用偏振度来表征，偏振度为两种偏振态的光功率差与光功率和的比值，通常以百分比表示。
3.1.36 热阻Thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，激光器产生1W 热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。
3.1.37 波长-温度漂移Wavelength-temperature shift半导体激光器稳定工作时，结温每升高1℃所引起的波长变化，单位是nm/K。
3.1.38 斜率效率Slope efficiency激光器额定光功率的10％和90％对应的光功率差值△P与相应工作电流的差值△I的比值称为斜率效率。
3.1.39 光功率-电流曲线扭折Optical power-current curve kink光功率-电流曲线上出现的非线性变化的拐点。
扭折表征了光功率与工作电流的线性关系的优劣。
半导体激光器的模式及特性
激光器发射光功率
p
激光器辐射的光功率 激光器消耗的电功率
VjI
Pex I 2Rs
激光器结电压
激光器串联电阻
注入电流
4.2.6 半导体激光器的基本特性
3.激光器效率 (b)内量子效率
内量子效率I=
有源区内每秒钟产生的光子数 有源区内每秒钟注入的电子-空穴对数
(c)外量子效率
外量子效率ex= 有源区内每秒钟发射的光子数
4.2.6 半导体激光器的基本特性
5.光谱特性
(1) 峰值波长 在规定输出光功率时，激光光谱内强度最大的光谱波长被定 义为峰值波长。
(2)中心波长
在光源的发射光谱中，连接50％最大幅度值线段的中点所对 应的波长称为中心波长
(3)谱宽与线宽 包含所有振荡模式在内的发射谱总的宽度称为激光器的谱宽； 某一单独模式的宽度称为线宽。
激光器组件是指在一个紧密结构中（如管壳中），除激光二极管（LD） 芯片外，还配置其他元件和和实现LD工作必要的少量电路块的集成器 件。主要包括：
(1)光隔离器：其作用是防止LD输出的激光反射，实现光的单向传输。 位于LD的输出光路上；
(2)监视光电二极管（PD）：其作用是监视LD的输出功率变化，通常用 于自动功率控制。位于LD背出光面；
64 56
80o 40o 0
40o 80o
角度
垂直于结平面方向
I =80mA 72
64 60
56
40o 20o 0
20o 40o
角度
平行于结平面方向
4.2.5 半导体激光器的模式
2．纵模的概念与性质
4.2.5 半导体激光器的模式
1)纵模数随注入电流变化
当激光器仅注入直流电流时， 随注入电流的增加纵模数减少 。
激光器的种类及性能参数总结
激光器的种类及性能参数总结半导体激光器——用半导体材料作为工作物质的一类激光器中文名称：半导体激光器英文名称：semiconductor laser定义1：用一定的半导体材料作为工作物质来产生激光的器件。
所属学科：测绘学（一级学科）；测绘仪器（二级学科）定义2：以半导体材料为工作物质的激光器。
所属学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；激光器件和激光设备-激光器名称（三级学科）定义3：一种利用半导体材料PN结制造的激光器。
所属学科：通信科技（一级学科）；光纤传输与接入（二级学科）半导体激光器的常用参数可分为：波长、阈值电流Ith 、工作电流Iop 、垂直发散角θ⊥、水平发散角θ∥、监控电流Im 。
（1）波长：即激光管工作波长，目前可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、激光二极管690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。
（2）阈值电流Ith ：即激光管开始产生激光振荡的电流，对一般小功率激光管而言，其值约在数十毫安，具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。
（3）工作电流Iop ：即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，此值对于设计调试激光驱动电路较重要。
（4）垂直发散角θ⊥：激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度，一般在15˚~40˚左右。
（5）水平发散角θ∥：激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度，一般在6˚~ 10˚左右。
（6）监控电流Im ：即激光管在额定输出功率时，在PIN管上流过的电流。
工业激光设备上用的半导体激光器一般为1064nm、532nm、808nm，功率从几瓦到几千瓦不等。
一般在激光打标机上使用的是1064nm的，而532nm的则是绿激光。
准分子激光器——以准分子为工作物质的一类气体激光器件。
中文名称：准分子激光器英文名称：excimer laser定义：以准分子为工作物质的激光器。
所属学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；激光器件和激光设备-激光器名称（三级学科）在医学领域中使用的激光器种类非常多,常用于眼科治疗的主要有红宝石(rudy)激光、氩离子(Ar+)激光、氪离子(Kr+)、染料(dye)激光、掺钕钇铝石榴石(Nd:Y AG)激光和氟化氩(ArF)准分子激光等固体、气体和液体的激光器，用连续的、脉冲的和调Ｑ的方式，治疗眼底部色素膜和屈光间质等部位的数十种有关眼部疾病。
半导体激光器常用参数的测定
半导体激光器常⽤参数的测定半导体激光器常⽤参数的测定⼀实验⽬的：掌握半导体激光器常⽤的电学参数及其测试⽅法⼀实验基本原理1、普通光源的发光——受激吸收和⾃发辐射普通常见光源的发光（如电灯、⽕焰、太阳等地发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作⽤时，原⼦中的电⼦就会吸收外来能量⽽从低能级跃迁到⾼能级，即原⼦被激发。
激发的过程是⼀个“受激吸收”过程。
处在⾼能级（E2）的电⼦寿命很短（⼀般为10－8～10－9秒），在没有外界作⽤下会⾃发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产⽣光（电磁波）辐射。
辐射光⼦能量为12E E h -=ν这种辐射称为⾃发辐射。
原⼦的⾃发辐射过程完全是⼀种随机过程，各发光原⼦的发光过程各⾃独⽴，互不关联，即所辐射的光在发射⽅向上是⽆规则的射向四⾯⼋⽅，另外未位相、偏振状态也各不相同。
由于激发能级有⼀个宽度，所以发射光的频率也不是单⼀的，⽽有⼀个范围。
在通常热平衡条件下，处于⾼能级E2上的原⼦数密度N2，远⽐处于低能级的原⼦数密度低，这是因为处于能级E 的原⼦数密度N 的⼤⼩时随能级E 的增加⽽指数减⼩，即N ∝exp(-E/kT)，这是著名的波⽿兹曼分布规律。
于是在上、下两个能级上的原⼦数密度⽐为]/)(exp[/1212kT E E N N --∝式中k 为波⽿兹曼常量，T 为绝对温度。
因为E2>E1，所以N2《N1。
例如，已知氢原⼦基态能量为E1＝－13.6eV ，第⼀激发态能量为E2=-3.4eV ，在20℃时，kT≈0.025eV，则0)400exp(/12≈-∝N N可见，在20℃时，全部氢原⼦⼏乎都处于基态，要使原⼦发光，必须外界提供能量使原⼦到达激发态，所以普通⼴义的发光是包含了受激吸收和⾃发辐射两个过程。
⼀般说来，这种光源所辐射光的能量是不强的，加上向四⾯⼋⽅发射，更使能量分散了。
2、受激辐射和光的放⼤由量⼦理论知识知道，⼀个能级对应电⼦的⼀个能量状态。
激光器的常用指标及半导体激光器
一、激光器的常用性能指标1、激光器的门限电流与功率输出激光的输出光功率与驱动电流并不成直线比例关系。
在门限电流（或称阈值电流）以下，激光器工作于自发射，输出光功率极小，在门限电流以上，激光器工作于受激发射、输出激光、功率随电流的增大而上升，基本上成直线对应关系，在实际应用中，我们要求门限电流越小越好。
激光器功率特性的线性程度对模拟光纤传输系统的非线性失真指标影响很大。
2、激光器的调制增益激光器的调制增益是指输出光功率与输入射频驱动电流的比值，如0.42mW/mA，表示输入驱动电流1mA，输出0.42mW的光功率，调制增益一般越大越好。
3、激光器的相对强度噪声RIN激光器的相对强度噪声定义为单位频带宽度中噪声与输出光强的比值。
常用dB/HZ 作单位，激光器的噪声主要来源于激光器内光子涨落的量子噪声，相对强度噪声是描述激光器量子噪声特性的参数，我们希望它越小越好。
4、激光器的线性范围激光器的线性范围指激光器能线性工作的最大范围，通常它越大越好，我们可以用饱和电流(即激光器输出饱和时对应的激励电流，当激励电流超过饱和电流时，再加大激励，也不能使输出光功率增加，这时可能会造成激光器的损坏)与阈值电流之差来近似的代表其线性范围，实际上在线性范围内，激光器的输出光功率随注入电流变化的曲线，也不是绝对的直线，我们总是希望它尽量接近直线，使其非线性失真指标尽可能小，当温度升高时，阈值电流以1%—2%/ ºC的速度增大，而饱和电流则相应降低，使激光器的线性范围减小，因此在激光器内部要加温控装置，保持其工作稳定。
5、带内平坦度普封装的激光器由于引线电感等分布参数的影响，频率响应并不理想，一般为±1dB （750MHZ带宽），在CATV领域，激光器的封装形式一般为蝶形封装，这种封装引线最短。
6、激光器的温度特性激光器的特性对温度相当敏感，随着结温的升高，其输出功率将降低，当结温过高时，其输出功率将急剧减小，甚至损坏激光器，另外，随着结温的升高，其门限电流也将增大，噪声增加，波长变化。
半导体激光器热阻测试标准
半导体激光器热阻测试标准
半导体激光器的热阻测试标准主要涉及温度与激光器性能之间的关系。
一般来说，热阻是描述半导体激光器在有电流注入时温度升高的难易程度，而热阻越小表示散热性能越好。
具体标准可能会根据不同的应用和设备而有所不同，但通常会涉及到以下几个关键参数：
1. 温度系数：表示当温度变化1℃时，半导体激光器的性能变化多少。
这通常需要测量在一定的温度范围内，激光器的输出功率、光谱特性等随温度的变化情况。
2. 最大允许工作温度：半导体激光器能够正常工作的最高温度。
超过这个温度，激光器可能会损坏或者性能严重下降。
3. 热阻：衡量激光器散热性能的参数。
热阻越小，表示散热性能越好，激光器在有电流注入时温度升高的越慢。
这些标准对于评估半导体激光器的性能和可靠性非常重要。
在进行热阻测试时，需要使用专业的测试设备和方法，以确保结果的准确性和可靠性。
同时，也需要考虑到不同半导体激光器的特性和应用场景，以及测试环境的影响因素等。
785半导体激光器参数
785半导体激光器参数
半导体激光器是一种利用半导体材料产生激光的器件。
它的参
数包括以下几个方面：
1. 波长，半导体激光器的波长是指其产生的激光的波长范围，
常见的波长包括可见光范围和红外光范围，如800纳米、850纳米、1310纳米等。
2. 输出功率，输出功率是指半导体激光器输出的激光功率，通
常以毫瓦（mW）为单位。
不同类型的半导体激光器具有不同的输出
功率，可以从几毫瓦到数百毫瓦不等。
3. 调制带宽，调制带宽是指半导体激光器可以进行调制的频率
范围，这对于一些需要进行调制的应用非常重要，比如光通信领域。
4. 工作温度范围，半导体激光器的工作温度范围也是其重要参
数之一，不同的半导体材料和器件结构对温度的稳定性要求不同，
一般来说工作温度范围可以从零下几十摄氏度到上百摄氏度不等。
5. 调制深度，调制深度是指半导体激光器进行调制时输出光功
率的变化范围，通常以百分比表示。
调制深度越大，激光器的调制性能越好。
6. 散热要求，半导体激光器在工作过程中会产生热量，因此散热是一个重要的参数。
散热要求包括散热结构、散热材料和散热性能等方面。
总的来说，半导体激光器的参数涉及到光学、电学、热学等多个方面，不同的应用对其参数有不同的要求，因此在选择和设计半导体激光器时需要综合考虑这些参数。
半导体激光器的线宽
半导体激光器的线宽1.引言1.1 概述半导体激光器是一种重要的光电子器件，广泛应用于通信、医学、仪器仪表等领域。
而激光的线宽是衡量激光光谱纯度和频率稳定性的重要指标之一。
在半导体激光器中产生的激光不是单一频率的，而是由多个频率组成的光谱。
这个光谱宽度被称为激光的线宽。
一般来说，较窄的线宽代表着更单色和更稳定的激光光源。
半导体激光器的线宽受到多种因素的影响。
首先，半导体材料的本征特性会对激光器的线宽产生影响。
例如，激光器中的电子与空穴之间的相互作用会导致能级的展宽，从而增大激光器的线宽。
其次，激光器的工作状态也会对线宽造成影响。
激光器的线宽可以通过改变工作温度、注入电流等方式进行调节。
一般来说，激光器在较高的温度下工作，其线宽会较宽。
而当激光器工作在阈值以上的电流范围内时，线宽会更宽。
最后，激光器的结构参数也会对线宽产生影响。
例如，激光腔长度的改变可以影响激光的谐振模式，从而影响线宽的大小。
综上所述，半导体激光器的线宽是一个复杂而重要的问题，涉及到材料特性、工作状态和结构参数等多个方面的因素。
了解和控制激光器的线宽对于提高激光器的性能，以及满足不同应用领域对激光器的要求具有重要意义。
在接下来的部分中，本文将从半导体激光器的原理以及线宽影响因素两个方面展开讨论，以期更全面地了解和探究这一问题。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示:本文将按照以下结构来组织讨论半导体激光器的线宽问题。
首先，在引言部分，将对半导体激光器的概念和应用进行简要介绍，并解释本文的目的和意义。
接下来，在正文部分，将详细探讨半导体激光器的原理，包括其工作原理、组成结构和工作模式。
同时，也会分析半导体激光器的线宽受到的影响因素，如材料特性、光学腔结构等。
在结论部分，将对半导体激光器的线宽问题进行总结，并展望半导体激光器线宽研究的未来发展方向。
通过以上结构安排，本文将系统全面地介绍半导体激光器的线宽问题。
读者可以逐步了解半导体激光器的基本原理，并了解其线宽问题。
半导体激光器国家标准(二)(精)
半导体激光器国家标准（二）3.1.32 远场光强分布 Far field intensity distribution在距离远远大于激光光源瑞利长度的接收面上得到的光强分布。
3.1.33 近场光强分布 Near field intensity distribution激光器在输出腔面（AR 面）上的光强分布。
3.1.34 近场非线性 Near field non-linearity热应力引起半导体激光器阵列或巴条中各个发光单元在垂直p-n 结的方向上发生的位移，导致激光器阵列或巴条近场各个发光单元不在一条直线上，又称为"smile" 效应。
3.1.35 偏振 Polarization半导体激光器是利用光波导效应将光场限制在有源区内，使光波沿着有源区层传播，并通过腔面输出，半导体激光器的偏振特性与电场和磁场两个空间变量有关，对于横向电场（TE ）偏振光，只存在（Ey ，Hx ，Hz ）三个分量，对于横向磁场（TM ）偏振光，只存在（Ex ，Ez ，Hy ）三个分量。
半导体激光器偏振特性优劣通常用偏振度来表征，偏振度为两种偏振态的光功率差与光功率和的比值，通常以百分比表示。
3.1.36 热阻 Thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，激光器产生1W 热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。
3.1.37 波长-温度漂移Wavelength-temperature shift半导体激光器稳定工作时，结温每升高1℃所引起的波长变化，单位是nm/K。
3.1.38 斜率效率 Slope efficiency激光器额定光功率的10％和90％对应的光功率差值△P 与相应工作电流的差值△I 的比值称为斜率效率。
3.1.39 光功率-电流曲线扭折 Optical power-current curve kink光功率-电流曲线上出现的非线性变化的拐点。
半导体激光器常用参数的测定
半导体激光器常用参数的测定半导体激光器是一种利用半导体材料作为激光发射媒介的激光器件，其具有体积小、功耗低、效率高、寿命长等优点，因而广泛应用于通信、显示、医疗、测量等领域。
要对半导体激光器进行准确的性能评估和优化设计，需要对其常见参数进行测定和分析。
以下是常用参数的测定方法。
1.阈值电流阈值电流是指激光器开始工作并产生激射的电流值。
常用方法是在不同电流下，通过测量输出光功率与电流之间的关系曲线，找到电流达到稳定值时的临界点。
2.工作电流范围工作电流范围是指激光器可以稳定工作的电流范围。
方法是在不同电流下，测量激光器的输出光功率和电流之间的关系曲线，确定允许的工作电流范围。
3.工作温度范围工作温度范围是指激光器可以稳定工作的温度范围。
方法是在不同温度下，测量激光器的输出光功率与温度之间的关系曲线，确定允许的工作温度范围。
4.光谱特性光谱特性包括波长、谱线宽度等参数。
波长可以通过光谱仪精确测量，谱线宽度可以通过测量激光器输出光功率随波长的变化规律来评估。
5.输出功率输出功率是指激光器的实际输出功率。
测量方法是将激光器的输出光功率直接测量或者通过标定其他光源进行对比测量。
6.效率效率是指激光器将输入电功率转换为输出光功率的比值。
测量方法是通过测量激光器的输入电功率和输出光功率来计算效率。
7.时域特性时域特性包括上升时间、下降时间等参数，用来评估激光器的调制响应能力。
常见方法是通过测量激光器的脉冲响应曲线来获取。
8.光束质量光束质量是指激光器输出光束的直径、发散角等参数,可以通过光学系统和束探在对应测距仪等获取。
9.寿命寿命是指激光器长时间稳定工作的能力，可以通过对激光器在一定时间内的功率衰减进行监测和检测来评估。
总之，半导体激光器的性能评估和优化设计需要测定一系列的参数，如阈值电流、工作电流范围、工作温度范围、光谱特性、输出功率、效率、时域特性、光束质量和寿命等。
通过准确测量和分析这些参数，可以评估激光器的性能，并为激光器的应用提供参考和指导。
2微米半导体激光器
2微米半导体激光器
2微米半导体激光器是一种以半导体材料为基础的激光器，其工作原理是通过向半导体材料注入电流，从而激发材料产生激光。
在2微米波段，常用的半导体材料包括铟镓锑（InGaSb）和铟锗锑（InGaAs）。
这些材料具有较高的能带间隙，能够产生红外光。
当电流通过半导体材料时，电子和空穴被激发到导带和价带中，形成电子空穴对。
这些电子空穴对在较短的时间内发生复合，释放出能量并形成激光。
2微米半导体激光器具有许多显著的优点，如高功率密度、高效率、高稳定性、易于调制等。
此外，2微米波长在许多应用中具有独特的优势，例如在医疗、科研、工业等领域。
在医疗领域，2微米半导体激光器可用于激光手术、激光治疗等。
这类激光器具有良好的组织穿透性，可以精确定位病灶，提高手术的准确性和成功率。
同时，2微米激光在医疗领域还有助于减轻患者痛苦和缩短康复时间。
在科研领域，2微米半导体激光器可用于光谱分析、物质检测等。
这类激光器具有较高的单色性，能够提高光谱测量的精度。
此外，2微米激光在科研领域还有助于提高物质检测的灵敏度和特异性。
在工业领域，2微米半导体激光器可用于激光切割、激光打
标等。
这类激光器具有较高的能量密度，可以迅速汽化材料，提高切割速度和质量。
同时，2微米激光在工业领域还有助于降低生产成本和提高生产效率。
总之，2微米半导体激光器是一种非常重要的激光器，其应用前景广泛。
这种激光器具有优异的性能和广泛的应用场景，将在未来科技发展中发挥重要作用。
915nm 12W COS 半导体激光器说明书
数
斜效率
工作电压
符号
P0 λc -
Δλ Iop Ith η ηD Vop
单位
W nm nm um nm nm/℃ A A % W/A V
数值
12 915 ±10 95 <3 ~0.3 12 1.5 50 1.1 2.3
2
外形尺寸（mm）：
使用说明：
1、 应在额定工作电流、额定工作电压下使用。 2、 使用恒流电源，工作时避免浪涌。 3、激光器工作时需保证良好散热，工作温度 10℃～30℃。 4、 激光器工作时，避免激光照射眼睛和皮肤。
915nm 12W 半导体激光器
主要特征： 波长 915nm COS 封装 高可靠性
应用领域： 光纤激光器泵源 医疗、打印、红 外照明 材料加工、打标
详细参数：
参数（25℃）
输出功率（CW）
光
中心波长学Fra bibliotek中心波长偏移
参
条宽
数
半峰宽（FWHM）
波长温度系数
工作电流
阈值电流
电
参
转换效率
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斯泰藩-波尔兹曼定律（热辐射） q=ξA（T1- T2）
固体中的热传导
核心：目标物体温度场函数t（x.y.z)的 确定。
稳态无内热源情况下的Laplace方程
求解方法—解析函数法
解析函数法： 利用合理的数学语言把实际工况变换 成导热微分方程，然后利用数学物理方 法解之，得到温度场函数。 适用领域： 整体结构简单、理想化的情况。
热量传递的基本方式
导热：物体各部分之间不发生相对位移 时依靠微观粒子热运动而产生的 热量传递。 对流：由于流体之间相对位移、冷热流 体相互掺混引起的热量传递。 热辐射：通过电磁波来传递能量的方式 称为辐射
几个基本公式
傅立叶定律（热传导） q= -λ(dt/dx)
λ：热导率
牛顿冷却公式（对流散热） q=h （T1- T2） h: 表面传热系数
半导体激光器的热特性
阈值电流随有源区温度的指数增长； 电光转换效率随有源区温度的指数下降； 有源区温度增加器件寿命下降； 腔面温度升高非辐射复合导致ＣＯＤ问题。
有源区温度控制大功率半导体激光器 应用的核心问题。
半导体激光器的散热
热相关基础知识 单元器件的散热结构 阵列器件的散热结构
阵列器件热沉的分类
无源热沉（passive heatsinks) ：
有源热沉（active heatsinks)：
无源热沉的热结构 t 02ty0
(y=0,y=b); t=0 (z=c)
t
x
0
(x=0,x=a)
t
z
q[ H (e y ) H (d x)]
2 n c n d n d a n n e z 2 q g a sin z 2 q g a sin a a n a a J( x z) e e co s x 2 n c 2 n c a n 1 2 2 a 2 2 a b n 1 e b n 1 e
计算结果
I
t
t
热沉尺寸： 25 257.5mm3 热流密度： 4 106W/m2 λ =398W/m﹒K
(1) 热阻与热沉长、宽的关系
(2) 热阻与热沉厚度与长度的关系
半导体制冷
半导体致冷也叫温差电致冷是利用半导体材料的 温差电效应——即珀尔帖效应来实现致冷。把不 同极性的两种半导体材料（P型、N型），联成电 偶对，电流由N型元件流向P型元件时便吸收热量， 这个端面为冷面，电流由P型元件流向N型元件时 便放出热量，这个端面为热面。 体积小重量轻，具有致冷和加热两种功能：改变 直流电源的极性，同一致冷器可实现加热和致冷 两种功能。
无源热沉的热结构
普通水冷热沉
普通水冷热沉
牛顿冷却公式（对流散热） q=hΔt h: 表面传热系数
计算结果
0.45
Thermal resistance (K/W)
0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Volumetric flow rate (L/min)
求解方法—数值解法
数值解法： 利用有限个离散点值的集合表征物理场 （量）的连续变化情况。 适用领域： 外形结构比较复杂、很难获得解析解的情 况下。
热阻概念的引入
热量的传递同自然界中的其它转移过程， 如电量的转移、质量的转移有着共同的规 律，可归结为： 过程中的转移量 = 过程中的动力/过程中 的阻力 U 电学中这种规律性就是欧姆定律： I R 传热学中此规律演变为：
t R
半导体激光器的热阻
t R
Φ 为有源区产生的热量： Φ =IV-Popt △t 是有源区与冷却介质之间的温度差 Ｒ为有源区与冷却介质之间的热阻，单位Ｋ／Ｗ
降低有源区到冷却介质之间的热阻是 半导体激光热控制的核心。
半导体激光单元器件
依靠热传导、自然对流散热，热阻较 高，热阻约为５Ｋ／Ｗ左右
(z=0)
1 0 H ( ) 0 0
计算结果
利用傅立叶变换法求解以上方程组得到温度场t（x,y,z）：
t ( x, y, z) T ( z) R( y, z) J ( x, z) I ( x, y, z)
T( z) q d g a b z q d g c a b
I( x y z)
n 1 m1
2 2 n 2 m 2 n m z z a b a b n x co s m y B e A e co s a b
2 m c b m m g e m g m z 2 q d b sin z 2 q d b sin b b m b b R( y z) e e co s y 2 m c 2 m c b m1 2 2 b 2 2 b a m 1 e a m 1 e