异质结理论与半导体激光器的发展现状与趋势

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2023年半导体激光器行业市场分析现状

2023年半导体激光器行业市场分析现状

2023年半导体激光器行业市场分析现状半导体激光器是一种技术先进、应用广泛的激光器,其在通信、医疗、材料加工、制造业等领域具有重要的应用价值。

本文将对半导体激光器行业市场进行现状分析,包括市场规模、应用领域、主要厂商等方面,以期了解半导体激光器行业的发展趋势。

首先,半导体激光器行业市场规模不断扩大。

随着激光器技术的不断发展和应用领域的扩展,半导体激光器的需求不断增加。

根据市场研究机构的数据,全球半导体激光器市场规模在过去几年中保持了稳定的增长,预计在未来几年中仍将保持较高的增长率。

其次,半导体激光器应用领域广泛。

半导体激光器在通信领域中主要用于光纤通信系统、光纤传感器等应用,具有高效能、小尺寸、低能耗等优点。

在医疗领域中,半导体激光器被广泛应用于激光手术、激光治疗等方面,具有精确控制、无创伤等优势。

此外,半导体激光器还被广泛用于材料加工、光学显示、制造业等领域。

再次,半导体激光器行业竞争激烈,市场主要由一些大型的国际厂商主导。

其中,美国的奥西兰公司、德国的博士光学公司、日本的射频公司等是该行业的领先厂商。

这些厂商在技术研发、生产制造、市场推广等方面都具有较强的实力和竞争优势。

此外,中国的半导体激光器企业也在迅速崛起,并逐渐在市场上占据一席之地。

最后,半导体激光器行业面临一些挑战和机遇。

一方面,半导体激光器的需求不断增加,但是由于制造工艺复杂、研发投入高等因素的限制,市场上的产品供应仍然相对紧缺。

另一方面,半导体激光器技术仍然存在一些问题,比如效率低、寿命短、可靠性不高等,需要进一步的研发和改进。

综上所述,半导体激光器行业市场规模不断扩大,应用领域广泛,市场竞争激烈,并且面临一些挑战和机遇。

在未来,随着技术的进一步发展和应用领域的扩展,半导体激光器行业有望继续保持稳定增长,并取得更大的突破。

高速半导体激光器的现状与展望

高速半导体激光器的现状与展望

高速半导体激光器的现状与展望摘要:随着当前技术的发展,半导体成为了当前非常火热的一种元器件,在生产以及生活之中有着非常大的影响,在微电子领域中有着广泛的应用,所以在这个时代中,作为高端产业,对各行业都有极大的影响,了解了半导体行业之后,才可以对未来半导体的发展进行有效的预估,从而在时代中抓住半导体的未来,实现我国在高端电子产品中的优势,实现我国企业的发展,因此本文主要对高速半导体激光器的现状进行分析,展望其发展的方向,希望对相关从业人员有一定的参考。

关键词:高速半导体;激光器;现状与展望引言:半导体行业是当前电子行业中的重点内容,是高端电子产业中常见的组件,本身有着较高的技术含量,在当前的时代中,光电子元器件技术快速的发展,让人们对高速半导体激光器的需求在不断增长,在这样的情况下,只有做好对高速半导体快速发展的应对,才能够在当前的社会发展中占据有利的地位,从而实现企业甚至国家的高速发展,在了解半导体的发展过程中,需要掌握高速半导体激光器的现状并且对其未来进行一定的展望,这样才可以实现高速半导体的发展,进而找准科研的方向,实现半导体方面的进步。

1.高速半导体激光器的概述光网络中的电子器件有很多种类,根据调制方式,激光器可分为两种:一种是只发射激光器,另一种是直接加载电信号的激光器,称为直接调制激光器。

我们讨论的是直接调制激光器,我们也称为高速激光器。

根据另一种分类,光电器件可分为电子/光器件、光/电器件和光/光器件。

电子/光学器件包括直接调谐半导体激光器(FP、DFB、VCSEL)、电吸收光调制器、LiNbO3光调制器等。

其中,直接调谐半导体激光器也是电/光器件中最重要的器件。

设备。

光/电器件包括PD、pin、APD光电探测器等。

光/光器件包括半导体光放大器、掺铒光纤放大器、掺铒光波导放大器和光耦合器。

半导体激光器根据其特性有很多种。

结构的分类包括法布里珀罗(FP)、分布式反馈、分布式布拉格反射(DBR)、量子阱(QW)和垂直腔表面发射(VCSEL)。

中国半导体激光器发展现状分析

中国半导体激光器发展现状分析

中国半导体激光器发展现状分析(1)基本概念半导体激光器是 20 世纪 60 年代发展起来的一种激光器, 以半导体材料作为工作物质. 从 20 世纪 70 年代末开始, 半导体激光器明显向着两个方向发展, 一类是以传递信息为目的的信息型激光器, 另一类是以直接使用输出激光的光功率为目的的功率型激光器. 半导体激光器工作原理是采用注入电流的激励方式, 将注入电流的电能通过半导体材料实现电光转换, 输出激光. 半导体激光器可作为光纤激光器、固体激光器的泵浦源, 也可用于制作直接半导体激光器, 作为光源应用到材料加工、激光医疗、激光雷达等领域. 直接半导体激光器由光纤耦合半导体激光器模块、合束器件、激光传能光缆、电源系统、控制系统及机械结构等构成, 在电源系统和控制系统的驱动和监控下实现激光输出.(2)半导体激光器的分类半导体激光器种类较多, 根据其芯片参数、封装方式的不同, 有多种分类方式. 其中, 光纤输出的半导体激光器分类方式主要有以下几种:1)按使用方式分类按照半导体激光器使用方式的不同, 可以分为用于光纤激光器和固体激光器等种类激光器的泵浦源以及直接使用其输出激光的直接半导体激光器.2)按功率分类按照输出光功率的不同可分为 100W 以下的低功率半导体激光器、100W-1,000W 的中功率半导体激光器、 1,000W 以上的高功率半导体激光器.(3)半导体激光器市场规模随着半导体激光器技术的快速发展和突破, 半导体激光器产品质量、波长范围和输出功率正在迅速提高, 产品种类日益丰富, 应用到激光加工、 3D 打印、激光雷达、生命科学与健康和红外照明与显示等的许多方面. 高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点, 已经显露出其在激光器领域中的主导地位, 成为光电行业中最有发展前途的领域之一. 目前, 全球半导体激光器市场规模较大, 预计将由 2014 年的42.12 亿美元增加到 2018 年的 56.16 亿美元, 年复合增长率为 7.46%.(4)半导体激光器的市场应用1)光纤激光器和固体激光器的泵浦源目前, 半导体激光器的最大应用是作为光纤激光器和固体激光器的泵浦源. 随着光纤激光器和固体激光器输出功率越来越高, 对半导体泵浦源的功率也提出了更高的要求.2)金属切割和焊接由于光束质量的限制, 传统半导体激光器难以直接用于金属切割. 近年来, 随着半导体耦合技术的提高以及新型合束技术的逐渐成熟, 部分千瓦级以上的光纤输出的半导体激光器可以满足切割对光束质量的要求. 另外, 由于半导体激光器波长的多样性, 短波长的半导体激光器的波长十分接近铝的波长吸收最大值, 在汽车工业中, 大功率半导体激光非常适用于车身的铝材的焊接.激光输出功率为 2KW 至 6KW 的半导体激光器在汽车工业生产过程中已广泛应用.3)塑料焊接使用中小功率的半导体激光器的激光焊接完善了热塑性塑料焊接的传统方法, 例如, 通过超声波焊接的方式, 可使连接区域在压紧前直接塑化. 激光可以实现光穿透式的激光焊接, 在连接区域形成均匀的熔体, 避免因摩擦产生的起毛现象. 半导体激光塑料焊接广泛使用于汽车行业的传感器或塑料箱体的密封焊接, 也可应用于木制产品包边或者加工纤维强化的合成材料.4)激光熔覆激光熔覆又称为激光包覆或激光熔敷, 是一种表面改性技术, 通过在基材表面添加熔覆材料, 并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法, 在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层. 半导体激光器可用于熔覆工艺, 实现减少粉末与集体材料的混合以及更少的热量输入, 进一步提高熔覆工艺的经济效益.5)激光锡焊锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后, 渗入并充填金属件连接处间隙的焊接方法, 焊料常为锡基合金. 目前, 输出功率为 100W 的半导体激光器已在锡焊中的推广应用. 随着半导体激光器价格的进一步降低、人工成本的不断提高及智能制造、精密制造的推进, 预计激光锡焊未来将逐步替换传统的烙铁焊接, 得到广泛的应用.相关报告:2018-2024年中国半导体激光器行业深度调研及投资前景分析报告。

半导体激光行业报告

半导体激光行业报告

半导体激光行业报告激光技术作为一种高精度、高效率的光学技术,在各个领域都有着广泛的应用。

而半导体激光作为激光技术中的重要一环,其在通信、医疗、工业制造等领域都有着重要的地位。

本报告将对半导体激光行业的发展现状、市场规模、技术趋势等进行深入分析,以期为相关行业的发展提供参考。

一、半导体激光行业概况。

半导体激光是利用半导体材料发射激光的一种激光器件。

相比于其他类型的激光器件,半导体激光器件具有体积小、功耗低、寿命长等优势,因此在通信、医疗、工业制造等领域有着广泛的应用。

随着科技的不断进步,半导体激光技术也在不断发展,其在各个领域的应用也在不断扩大。

二、半导体激光行业发展现状。

1. 通信领域。

随着5G技术的不断普及,对于高速、高精度的光通信需求也在不断增加。

半导体激光器件作为光通信中的重要组成部分,其在光纤通信、光纤传感等方面有着重要的应用。

目前,全球各大通信设备厂商都在加大对半导体激光器件的研发投入,以满足日益增长的通信需求。

2. 医疗领域。

在医疗领域,半导体激光器件被广泛应用于医疗诊断、激光治疗等方面。

例如,激光手术、激光治疗等技术都需要半导体激光器件的支持。

随着人们对医疗技术的不断追求,对于半导体激光器件的需求也在逐渐增加。

3. 工业制造领域。

在工业制造领域,半导体激光器件被广泛应用于激光切割、激光焊接、激光打标等方面。

随着工业自动化程度的不断提高,对于高效、高精度的激光器件需求也在不断增加。

因此,半导体激光器件在工业制造领域有着广阔的市场前景。

三、半导体激光行业市场规模。

目前,全球半导体激光器件市场规模不断扩大。

根据市场研究机构的数据显示,2019年全球半导体激光器件市场规模达到了数百亿美元,预计未来几年还将保持较快的增长速度。

其中,通信、医疗、工业制造等领域对于半导体激光器件的需求将会持续增加,为行业的发展提供了良好的市场环境。

四、半导体激光技术趋势。

1. 高功率、高效率。

随着科技的不断进步,对于半导体激光器件的功率、效率要求也在不断提高。

异质结发展概况

异质结发展概况

异质结发展概况半导体异质结是由两种禁带宽度不同的半导体材料形成的结。

两种材料禁带宽度的不同以及其他特性的不同使异质结具有一系列同质结所没有的特性,在器件设计中将实现某些同质结不能实现的功能。

例如,在异质结晶体管中用宽带一侧做发射极将得到很高的注入比,因而可获得较高的放大倍数。

早在二十世纪三十年代初期,前苏联列宁格勒约飞技术物理研究所的学者们就开始了对半导体异质结的探索,到了1951年,由Gubanov首先提出了异质结的概念,并进行了一定的理论分析工作,但是由于工艺技术的困难,一直没有实际制成异质结。

20世纪60年代初期,pn结晶体管取得了巨大的成功,人们开始关注对异质结的研究,对异质结的能带图、载流子在异质结中的输运过程以及异质结的光电特性等提出了各种理论模型并做了理论计算。

但是由于制备工艺的原因,未能制备出非常理想的异质结,所以实验特性和理论特性未能达到一致,实验上也未能制备出功能较好的器件。

在20世纪70年代里,异质结的生长工艺技术取得了十分巨大的进展。

液相外延(LPE)、气相外延(VPE)、金属有机化学气相淀积(MO-CVD)和分子束外延(MBE)等先进的材料生长方法相继出现,使异质结的发展逐渐趋于完善。

分子束外延技术不仅能生长出很完整的异质结界面,而且对异质结的组分、掺杂、各层厚度都能在原子量级的范围内进行精确控制。

工艺技术的进步促进了对异质结进一步深入研究,对异质结的宏观性质,如pn结特性、载流子输运过程、光电特性、能带图、结构缺陷、复合和发光等方面的问题,有了更细致的了解。

这对异质结器件的原理和设计都有指导作用。

在异质结器件方面,首先在异质结半导体激光器上取得了突破性进展。

异质结的禁带宽度之差造成了势垒对注入载流子的限制作用和高注入比特性,都有助于实现粒子数反转分布。

两种材料折射率的不同,有助于实现光波导,以减少光在谐振腔以外的损失,因而异质结激光器能在室温下实现连续工作。

1968年江崎和朱兆祥提出了超晶格的思想,自此,对异质结超晶格的研究也逐步深化。

2024年半导体激光器市场发展现状

2024年半导体激光器市场发展现状

2024年半导体激光器市场发展现状简介半导体激光器是一种基于半导体材料制造的激光器,具有体积小、功耗低、效率高和光学性能稳定等优点,被广泛应用于通信、医疗、工业加工等领域。

随着技术的不断进步和市场需求的增加,半导体激光器市场正处于快速发展的阶段。

市场规模近年来,半导体激光器市场呈现出迅猛增长的趋势。

根据市场研究机构的预测,2019年全球半导体激光器市场规模达到了XX亿美元,并预计在未来几年内将保持稳定增长。

应用领域半导体激光器在通信领域有广泛的应用。

随着5G通信的快速发展,对于高速、高频率传输的需求日益增加,半导体激光器被广泛用于光纤通信、光纤传感器等领域。

此外,半导体激光器在医疗领域也有重要的应用,如激光手术、激光检测等。

工业加工、军事、航空航天等领域也是半导体激光器的重要应用领域。

技术趋势随着技术的不断进步,半导体激光器的性能不断提高。

一方面,激光器的功耗不断降低,效率逐渐提高,使其更加节能环保;另一方面,激光器的输出功率也在不断增加,能够满足更多领域的需求。

此外,半导体激光器还向多波段、单片集成、小型化等方向发展,为应用领域提供更多选择。

市场竞争格局目前,半导体激光器市场竞争激烈,市场上存在着多家厂商参与竞争。

其中,一些跨国公司拥有先进的技术和庞大的生产规模,竞争优势明显;同时,一些新兴企业也在不断崛起,通过技术创新和市场拓展来提升竞争力。

市场挑战尽管半导体激光器市场发展迅猛,但仍面临一些挑战。

首先,技术创新对市场竞争至关重要,但研发成本高昂,对企业而言是一项巨大的挑战;其次,市场需求的不确定性也是一个挑战,尤其在经济下行周期,需求的波动性较大;此外,全球半导体激光器市场的竞争激烈,企业需要提高产品差异化和降低成本,才能在市场中立于不败之地。

发展趋势尽管面临一些挑战,但半导体激光器市场依然具有较大的发展潜力。

随着5G通信的推广和应用领域的不断拓展,对半导体激光器的需求将持续增长。

同时,新技术的应用和市场取向的不断变化也将提供更多的发展机会。

2024年半导体激光器市场前景分析

2024年半导体激光器市场前景分析

2024年半导体激光器市场前景分析引言半导体激光器是一种基于半导体材料工作的激光发射装置,具有小体积、高效率、长寿命等优点,在众多应用领域都有着广泛的应用。

本文将对半导体激光器市场前景进行深入分析。

1. 市场规模与增长趋势半导体激光器市场规模持续增长,其主要驱动因素包括新兴领域的应用需求增加、技术不断进步以及成本的下降等。

根据市场研究报告,预计未来几年半导体激光器市场将继续保持良好的增长态势。

2. 应用领域分析2.1 通信在通信领域,半导体激光器广泛应用于光纤通信中的传输、接收和放大等环节。

随着5G通信技术的快速发展以及高速宽带需求的增加,半导体激光器在通信行业的应用前景非常可观。

2.2 医疗在医疗领域,半导体激光器被广泛应用于医疗设备、手术仪器和医疗诊断等场景。

例如,激光治疗在皮肤病治疗、近视手术和牙齿美容等项目中有着重要应用,而半导体激光器在其中扮演着不可或缺的角色。

2.3 工业制造在工业制造领域,半导体激光器的应用十分广泛。

例如,激光切割、激光焊接、激光打标等技术在汽车、电子、航空航天等各个行业中发挥着重要作用。

半导体激光器作为这些激光加工设备的关键组件,在工业制造领域的前景非常广阔。

2.4 其他应用领域半导体激光器在其他领域也有广泛的应用,如生物科技、能源、照明等领域。

随着技术不断进步,半导体激光器未来在这些领域的应用前景将更加广泛。

3. 市场竞争态势半导体激光器市场竞争激烈,主要竞争者包括美日韩等国家的厂商。

这些厂商在半导体激光器的研发和生产方面具有较强的实力和技术优势。

此外,新兴企业也逐渐涌现,不断推动市场竞争进一步升级。

4. 市场挑战与机遇半导体激光器市场面临一些挑战,如技术瓶颈、成本压力和市场饱和度等。

然而,随着新兴领域的不断涌现和技术的不断突破,市场依然存在很大的机遇。

例如,新兴领域的应用需求将推动市场进一步扩大。

5. 总结综上所述,半导体激光器市场前景广阔,市场规模持续增长。

半导体激光器发展现状

半导体激光器发展现状

半导体激光器发展现状
半导体激光器是一种利用半导体材料构成的PN结发挥光电效
应从而达到激发激光的一种器件。

它具有体积小、功耗低、寿命长等优点,被广泛应用于通信、医疗、激光打印等领域。

近年来,半导体激光器在发展方面取得了重要进展。

首先,半导体激光器的功率密度不断提高,特别是在通信领域,激光器的功率要求越来越高。

通过改进材料的生长工艺和改善器件的结构设计,半导体激光器的功率密度得到了显著提升。

其次,半导体激光器的波长范围不断拓宽。

传统的半导体激光器主要在近红外波段工作,而随着新材料的应用和新工艺的发展,激光器的工作波长已经扩展到了近紫外和中红外区域。

这使得半导体激光器在更广泛的领域有了应用前景,比如气体传感、光谱分析等。

另外,半导体激光器的调制速度也有了显著提高。

高速调制是实现高速光通信的关键技术之一,而半导体激光器的调制速度限制了光通信的传输速率。

近年来,通过优化器件结构和改进调制电路,半导体激光器的调制速度已经突破了100 Gbit/s,
进一步提升了光通信的传输能力。

此外,半导体激光器的制备工艺也在不断改进。

传统的半导体激光器采用的是平面结构,但这种结构存在着量子效率低、发射热量多等问题。

近年来,研究人员在器件结构上进行了创新,如引入腔内量子阱和垂直腔面发射结构等,提升了半导体激光器的性能。

综上所述,半导体激光器在功率密度、工作波长、调制速度和制备工艺等方面都取得了重要进展。

随着技术的不断发展,相信半导体激光器将在更多领域得到广泛应用。

半导体激光器发展趋势分析

半导体激光器发展趋势分析

半导体激光器发展趋势分析半导体激光器是一种将电能转换为光能的半导体器件,它在光通信、医疗、工业加工、材料处理等领域都有着广泛的应用。

近年来,半导体激光器的发展呈现出以下几个趋势。

一、高功率,高亮度化随着激光器应用领域的拓宽和需求的增加,人们对激光器功率的要求逐渐提高。

因此,开发高功率、高亮度的半导体激光器成为当前研究的热点。

高功率激光器在工业加工领域可以实现高效率的加工,高亮度激光器则可以提高激光束的质量,提高光学传输的效果。

为了实现高功率和高亮度,研究者们通过改良半导体材料、结构优化、增加抽运泵浦等方式来提高激光器的性能。

二、多波长化目前,激光器的应用领域已经不再是单一的领域,而是多个领域的结合。

不同应用领域对激光波长的需求也不同。

为了满足多种需求,研究者们致力于实现半导体激光器的多波长化。

目前,多波长半导体激光器主要采用单片激光器引入分束器,通过利用不同的谐振腔模态,实现多波长输出。

另外,还有一种技术是在单片激光器上开发多个量子阱,从而实现不同波长的激光输出。

三、微型化随着激光器应用领域的拓宽,对激光器体积的要求越来越高。

例如,眼内激光手术需要激光器微型化,以便将激光器嵌入医疗设备中。

因此,半导体激光器的微型化成为当前研究的热点。

微型化可以分为三种:封装微型化、发射器微型化和制造技术微型化。

现阶段,研究者主要通过微电子加工技术、纳米光学设计技术等手段来实现半导体激光器的微型化。

四、光模式控制半导体激光器的光模式决定了光学传输中的很多性质,如传输距离、聚焦度等。

因此,控制激光器的光模式成为当前研究的热点。

目前,光模式控制主要采用两种手段:反馈控制和外延生长技术。

反馈控制可以通过改变反馈信号的相位来实现光模式的控制,外延生长技术则通过调整外延材料的厚度和材料组成来实现光模式的控制。

总体来说,半导体激光器发展的趋势主要集中在高功率、高亮度、多波长、微型化和光模式控制方面。

未来,随着应用领域和需求的不断变化,半导体激光器将会继续朝着更加稳定、高效、高端的方向发展。

半导体激光器发展现状与趋势精

半导体激光器发展现状与趋势精

材料与器件半导体激光器发展现状与趋势何兴仁(重庆光电技术研究所重庆400060摘要半导体激光器占有整个激光器市场的最大份额,并广泛应用于各个领域。

为了满足下世纪对更高性能光源的需要,它正朝向宽带宽、大功率、短波长以及中远红外波长发展。

量子点激光器作为新一代高性能器件,正在大力开发当中。

关键词半导体激光器,光通信,光存储1冃U言半导体激光器又称为二极管激光器(LD,是目前应用最广泛的光电子器件之一。

LD 最早大批量应用起始于90年代初的音响CD演放器。

此后,随着生长技术的进步、器件量产化能力的提高、性能的改善及成本的下降丄D陆续扩展到许多其它应用领域,包括CD2ROM驱动、激光打印、可擦除光存储驱动、条码扫描、文娱表演、光纤通信,以及航空和军事应用(如军训模拟装置、测距机、照明器、C3I 等。

由于LD的开发始终与迅速增长的用户终端和消费市场,尤其是与计算机、通信技术和军事应用市场紧密结合,其技术和市场一直呈现高速增长趋势。

LD的关键技术外延生长技术,由早的L PE发展到普遍采用的MB E和MOCVD,外延材料也因此由体材料演变到超晶格或量子阱之类的人构能带工程材料。

LD的阈值电流、响应频率、输出功率、工作温度等主要性能参数大幅度改进,新型器件层出不穷。

面向下世纪信息传输宽带化、信收稿日期:1999202201息处理高速化、信息存储大容量化,以及武器装备高精度、小型化丄D借助于一系列先进技术将继续高速发展。

2技术与应用现状按照波长和应用领域丄D可大致分为长波长和短波长。

实用化短波长LD 覆盖635~950nm范围,以G aAs为衬底外延制作而成,是目前市场上用量最大的器件。

在InP 衬底上制作的长波长LD,波长范围在950~1550nm以光纤通信应用为主其中980nm和1480nm大功率LD用作光纤放大器的泵浦光源[1,2]。

短波长LD对于不同的应用又可分成不同种类。

780nm器件是最早的实用化LD,输出功率3mW,用普通的F2P结构,80年代中期用MOCVD实现大批量生产,当时近10家日、美公司生产这种器件。

2024年异质结光伏电池片市场发展现状

2024年异质结光伏电池片市场发展现状

异质结光伏电池片市场发展现状引言光伏发电作为一种可再生能源的重要形式,越来越受到世界各国的关注和重视。

近年来,随着技术的不断进步和成本的不断降低,光伏电池片市场得到了快速发展。

其中,异质结光伏电池片凭借其高效能和优越的性能,在市场上占据了重要的地位。

本文将对异质结光伏电池片市场的发展现状进行分析和总结。

1. 异质结光伏电池片的基本概念异质结光伏电池片是一种由两种半导体材料构成的夹杂结构。

其中一种半导体材料具有p型导电性,另一种半导体材料具有n型导电性。

通过制造出这种两种半导体材料的结合体,实现了电荷在两种半导体材料中的流动,从而产生了电能。

异质结光伏电池片的关键在于异质结的界面处,通过优化异质结的设计和结构,可以大大提高光电转换效率。

2. 异质结光伏电池片市场的概况近年来,异质结光伏电池片市场呈现出快速增长的态势。

全球范围内,越来越多的国家和地区开始重视光伏发电的发展,并在政策和经济支持方面给予光伏产业以扶持。

在此背景下,异质结光伏电池片作为一种高效能的技术得到了广泛应用和推广。

3. 异质结光伏电池片市场的主要发展趋势3.1 技术创新和提升随着科技的不断进步,异质结光伏电池片的技术也在不断创新和提升。

目前,主要的技术创新方向包括材料的改良、结构的优化以及工艺的改进等。

这些技术创新和提升将进一步提高异质结光伏电池片的光电转换效率,降低成本,并使其更加可靠和稳定。

3.2 市场需求的增长随着全球对可再生能源的需求不断增长,光伏发电作为一种清洁的能源形式,将得到更大的市场需求。

而异质结光伏电池片凭借其更高的光电转换效率和较小的体积,在市场竞争中具有更大的优势和潜力。

因此,市场需求的增长将进一步推动异质结光伏电池片市场的发展。

3.3 国际市场的竞争激烈目前,全球范围内异质结光伏电池片市场的竞争非常激烈。

各个国家和地区都在加大对光伏产业的扶持力度,并积极推动本国光伏产业的发展。

同时,国际间的合作与竞争也在加剧。

《半导体光电子学课件》下集4.3同质结及异质结激光器

《半导体光电子学课件》下集4.3同质结及异质结激光器

同质结及异质结激光器的应用领域
同质结激光器主要应用于小型化、低 成本的激光器领域,如CD-ROM、 DVD、打印机等。
异质结激光器主要应用于高功率、高 稳定性的激光器领域,如光纤通信、 卫星通信、医疗仪器等。
同质结及异质结激光器的发展趋势
同质结激光器的发展趋势
研究新型同质结材料,提高激光器的输出功率和稳定性,拓展应用领域。
03
同质结及异质结激光器的比较
工作原理的比较
同质结激光器
同质结激光器利用同一种半导体材料形成P-N结,通过注入载流子实现粒子数 反转,进而产生激光。
异质结激光器
异质结激光器采用不同的半导体材料形成P-N结,利用不同材料的能带结构和 载流子特性,实现更好的粒子数反转和光增益。
器件结构的比较
同质结激光器
异质结激光器的结构
衬底通常采用机械强度高、 热导率好的材料,如硅或石
英。
异质结激光器的结构通常包 括衬底、限制层、有源层和
盖层。
01
02
03
限制层采用折射率较高的材 料,以实现光限制作用。
有源层是实现光增益的区域, 通常采用直接带隙半导体材
料。
04
05
盖层采用折射率较低的材料, 以实现光输出。
异质结激光器的特性
同质结激光器的结构
单层结构
同质结激光器通常由单一半导体材料 构成,包括活性层和限制层。
双异质结构
为了提高激光器的性能,有时会采用 双异质结构,即在活性层两侧加入不 同折射率的限制层。
同质结激光器的特性
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阈值较低
由于同质结激光器的能带 结构相对简单,其阈值电 流密度通常较低。
波长可调谐性

异质结技术发展趋势

异质结技术发展趋势

异质结技术发展趋势嘿,咱今儿就来聊聊这异质结技术的发展趋势。

你说这异质结技术啊,那可真是个神奇的玩意儿!就好像是一场科技的魔法秀,不断地给我们带来惊喜。

你看啊,现在这能源问题多重要啊!传统的能源方式总有些这样那样的不足,而异质结技术就像是黑暗中的一束光,给我们指明了新的方向。

它就像是一个超级英雄,不断地突破自己,变得越来越强大。

随着时间的推移,异质结技术的效率那是蹭蹭往上涨啊!以前觉得很难达到的高度,现在居然一步步都快实现了。

这就好比爬山,一开始觉得那山顶遥不可及,可一步一个脚印地往上爬,嘿,还真就快到顶了!这效率的提升,不就意味着能给我们带来更多的好处吗?那成本不就可以降下来了,那市场不就更大了吗?而且啊,异质结技术的应用范围也在不断扩大。

以前可能就局限在某些特定领域,现在呢,各个行业都想来分一杯羹。

这就像是一场盛大的派对,越来越多的人被吸引过来,一起狂欢。

从太阳能发电到电子设备,到处都能看到异质结技术的身影。

这难道不厉害吗?再说说研究投入,那也是越来越多啊!大家都看到了异质结技术的潜力,都想在这个领域闯出一片天。

就跟比赛似的,你追我赶,谁也不想落后。

这么多的投入,能不带来进步吗?这技术能不发展得越来越好吗?那未来呢?异质结技术肯定会更牛啊!说不定到时候,我们家里的电器都靠它供电,那多环保啊!汽车也都用它来驱动,那多酷啊!想想都让人兴奋。

当然啦,发展过程中肯定也会遇到一些问题。

但那又怎样呢?办法总比困难多嘛!就像走路会遇到石头,咱绕过去或者踢开不就得了。

异质结技术也是一样,遇到难题,大家一起想办法解决,肯定能克服的。

总之呢,异质结技术的发展趋势那是一片光明啊!它就像一列高速行驶的列车,带着我们驶向更美好的未来。

咱可得好好跟上这趟列车,别被落下啦!你说是不是这个理儿?。

半导体光电子学异质结

半导体光电子学异质结

半导体光电子学异质结引言半导体光电子学异质结是半导体器件中的一种重要结构,其特殊的层状组合能够实现光电转换和电子输运功能的有效集成。

本文将对半导体光电子学异质结的基本原理、应用领域和未来发展方向进行详细介绍。

基本原理半导体光电子学异质结的基本原理源于不同材料间的价带和禁带差异导致的能带弯曲。

在正向偏置情况下,载流子在异质结中会因能带曲率而发生漂移,在逆向偏置时则会发生空间电荷屏蔽效应。

这些特性使得半导体光电子学异质结能够对光信号进行高效转换。

应用领域半导体光电子学异质结在光电器件中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:光伏电池光伏电池是半导体光电子学异质结最常见的应用之一。

通过将光线照射到光伏电池上,光能被转换为电能。

光伏电池的效率取决于异质结界面的设计和材料的选择。

光电探测器光电探测器利用了半导体光电子学异质结的光电转换特性,可以将光信号转换为电信号。

它们在光通信、光谱测量等领域中发挥着重要作用。

光发射器光发射器利用半导体光电子学异质结中的电流注入和复合过程,将电能转换成光能。

它们在光通信领域中被广泛应用,能够实现高速、高效的光信号传输。

光放大器光放大器是利用半导体光电子学异质结结构实现光信号放大的器件。

它们在光通信中具有重要地位,能够帮助信号在光纤中传输更远的距离。

未来发展方向半导体光电子学异质结领域仍然存在许多挑战和发展机遇。

以下是一些可能的未来发展方向:新型材料尽管现有的半导体材料已经取得了令人瞩目的成果,但仍然有许多材料可以探索。

通过研究和开发新型材料,可以进一步改善异质结的光电转换效率和稳定性。

结构优化异质结的结构优化是提高器件性能的关键。

通过精确控制界面的形貌和材料的晶格匹配,可以降低界面态和缺陷的影响,提高器件的效率和稳定性。

新型器件设计除了上述常见的应用领域,半导体光电子学异质结还有许多潜在的应用,如光存储器、光计算、光传感器等。

发展新型器件设计是推动半导体光电子学异质结前进的关键。

半导体激光器的历史状况及应用

半导体激光器的历史状况及应用

半导体激光器的历史状况及应用摘要在近几十年来,半导体激光技术得到了十分迅速的发展,在现实生活中的很多领域都有十分广泛的应用,而且在未来的生活中也会扮演着重要的角色。

本文主要介绍了半导体激光器的历史现状及现实生活中的应用,以此来说明半导体激光器的重要性。

关键词半导体激光器;历史状况;运用0 引言激光器的结构从同质结发展成单异质结、双异质结、量子阱(单、多量子阱) 等多种形式,制作方法从扩散法发展到液相外延(LPE)、气相外延(VPE)、分子束外延(MBE)、金属有机化合物气相淀积(MOCVD)、化学束外延(CBE)以及它们的各种结合型等多种工艺[5]。

半导体激光器的应用范围十分广泛,而且由于它的体积小,结构简单,输入能量低,寿命长,易于调制和价格低等优点,使它已经成为当今光电子科学的核心技术,受到了世界各国的高度重视。

1 半导体激光器的历史半导体激光器又称激光二极管(LD)。

随着半导体物理的发展,人们早在20世纪50年代就设想发明半导体激光器。

20世纪60年代初期的半导体激光器是同质结型激光器,是一种只能以脉冲形式工作的半导体激光器。

在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上,美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯(Keyes)和奎斯特(Quist)报告了砷化镓材料的光发射现象。

半导体激光器发展的第二阶段是异质结构半导体激光器,它是由两种不同带隙的半导体材料薄层,如GaAs,GaAlAs所组成的激光器。

单异质结注人型激光器(SHLD),它是利用异质结提供的势垒把注入电子限制在GaAsP一N结的P区之内,以此来降低阀值电流密度的激光器。

1970年,人们又发明了激光波长为9 000Å在室温下连续工作的双异质结GaAs-GaAlAs(砷化稼一稼铝砷)激光器.在半导体激光器件中,目前比较成熟、性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注人式GaAs二极管激光器.从20世纪70年代末开始,半导体激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器;另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器。

异质结发展现状及原理

异质结发展现状及原理

异质结发展现状及原理pn结是组成集成电路的主要细胞。

50年代pn结晶体管的发明和其后的发展奠定了这一划时代的技术革命的基础。

pn结是在一块半导体单晶中用掺杂的办法做成两个导电类型不同的部分。

一般pn结的两边是用同一种材料做成的(例如锗、硅及砷化镓等),所以称之为“同质结”。

如果把两种不同的半导体材料做成一块单晶,就称之为“异质结“。

结两边的导电类型由掺杂来控制,掺杂类型相同的为“同型异质结”。

掺杂类型不同的称为“异型异质结”。

另外,异质结又可分为突变型异质结和缓变型异质结,当前人们研究较多的是突变型异质结。

1 异质结器件的发展过程pn结是组成集成电路的主要细胞,50年代pn结晶体管的发明及其后的发展奠定了现代电子技术和信息革命的基础。

1947年12月,肖克莱、巴丁和布拉顿三人发明点接触晶体管。

1956年三人因为发明晶体管对科学所做的杰出贡献,共同获得了科学技术界的最高荣誉——诺贝尔物理学奖。

1949年肖克莱提出pn结理论,以此研究pn结的物理性质和晶体管的放大作用,这就是著名的晶体管放大效应。

由于技术条件的限制,当时未能制成pn结型晶体管,直到1950年才试制出第一个pn结型晶体管。

这种晶体管成功地克服了点接触型晶体管不稳定、噪声大、信号放大倍数小的缺点。

1957年,克罗默指出有导电类型相反的两种半导体材料制成异质结,比同质结具有更高的注入效率。

1962年,Anderson提出了异质结的理论模型,他理想的假定两种半导体材料具有相同的晶体结构,晶格常数和热膨胀系数,基本说明了电流输运过程。

1968年美国的贝尔实验室和苏联的约飞研究所都宣布做成了双异质结激光器。

1968年美国的贝尔实验室和RCA公司以及苏联的约飞研究所都宣布做成了GaAs—AlxGal—。

As双异质结激光器l;人5).他们选择了晶格失配很小的多元合金区溶体做异质结对.在70年代里,异质结的生长工艺技术取得了十分巨大的进展.液相夕随(LPE)、气相外延(VPE)、金属有机化学气相沉积(MO—CVD)和分子束外延(MBE)等先进的材料生长方法相继出现,因而使异质结的生长日趋完善。

2024年半导体激光治疗机市场发展现状

2024年半导体激光治疗机市场发展现状

2024年半导体激光治疗机市场发展现状引言近年来,半导体激光技术在医疗领域得到了广泛应用,半导体激光治疗机作为一种新型的医疗设备,具备无创、无痛、无副作用等优点,逐渐被医疗机构和个人用户所认可和接受。

本文将重点介绍半导体激光治疗机市场的发展现状。

市场概况半导体激光治疗机市场积极发展,其主要原因之一是半导体激光技术在医疗领域的持续创新和进步。

随着医学科技的不断推进,半导体激光治疗机在肌肉损伤、关节疾病治疗、皮肤美容等多个领域取得了显著的效果。

市场驱动因素1. 技术进步半导体激光治疗机市场的发展得益于技术的不断进步。

半导体激光器的性能不断提升,功率密度增加,波长范围扩大,治疗效果更好。

同时,半导体激光器的制造成本也在逐渐降低,进一步推动了市场的发展。

2. 医疗需求增加随着人们对健康的关注增加,医疗需求也在不断增加。

半导体激光治疗机作为一种安全、有效的治疗手段,受到了越来越多医疗机构和患者的青睐。

因此,医疗需求的增加也是市场发展的重要推动力。

市场现状1. 地区分布目前,半导体激光治疗机市场在全球范围内都得到了一定的发展。

欧美地区是市场的主要消费地,半导体激光治疗机在医疗机构和个人用户中得到广泛应用。

而亚太地区也逐渐成为了半导体激光治疗机市场的增长点。

2. 市场竞争半导体激光治疗机市场存在一定的竞争。

市场上有多家知名品牌,如飞利浦、雅培、康复仪器等,它们在技术研发和市场推广方面具备一定的竞争优势。

此外,一些创新型企业也在市场中崭露头角,给市场带来了新的竞争格局。

3. 市场前景随着医疗需求的增加和技术的不断进步,半导体激光治疗机市场有望继续保持良好的发展态势。

医疗机构和个人用户对半导体激光治疗机的需求将持续增加,市场规模也将进一步扩大。

市场挑战虽然半导体激光治疗机市场发展迅猛,但也面临一些挑战。

1. 法规政策半导体激光治疗机作为医疗设备,需要符合各国的法规政策要求。

不同国家对医疗设备的注册、监管等方面有不同的规定,企业需要花费大量资源和时间来满足这些法规政策要求。

异质结理论与半导体激光器的发展现状与趋势

异质结理论与半导体激光器的发展现状与趋势

摘要:本文介绍了有关异质结和半导体激光器的技术及其研究进展,首先简要介绍了异质结器件的历史发展过程,第二部分介绍了半导体激光器发展过程与应用,最终以半导体激光器为例,展望激光器和异质结技术发展方向。

关键词:异质结,激光器Abstract: The paper is a review of technique and recent progress about heterojunction and LD. Above all the history of development progress of heterojunction were introduced .Secondly it’s about the development and application of LD. Finally take LD for example, prospected the development direction of heterojunction and LD.Key words:heterojunction, laser引言半导体的核心是pn结,pn结是在一块半导体中用掺杂的办法做成两个导电类型不同的部分。

一般pn结的两边是用同一种材料做成的,也称为“同质结”。

如果结两边是用不同的材料制成,就称为“异质结”。

异质结相对于同质结来说有许多优良的特性,特别是在半导体激光器方面有的得天独厚的优势。

第一章异质结的发展历程pn结是组成集成电路的主要细胞,50年代pn结晶体管的发明及其后的发展奠定了现代电子技术和信息革命的基础。

然而,随着无线移动通信、GPS、雷达及高速数据处理系统的飞速发展以及全球范围的军事及空间技术走向民用,对器件和电路的性能,如频率特性、噪声特性、封装面积、功耗和成本等提出了更高的要求[1]。

在20 世纪60 年代初期,当pn结晶体管刚刚取得巨大成功的时候,人们就开始了对半导体异质结的研究。

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摘要:本文介绍了有关异质结和半导体激光器的技术及其研究进展,首先简要介绍了异质结器件的历史发展过程,第二部分介绍了半导体激光器发展过程与应用,最终以半导体激光器为例,展望激光器和异质结技术发展方向。

关键词:异质结,激光器Abstract: The paper is a review of technique and recent progress about heterojunction and LD. Above all the history of development progress of heterojunction were introduced .Secondly it’s about the development and application of LD. Finally take LD for example, prospected the development direction of heterojunction and LD.Key words:heterojunction, laser引言半导体的核心是pn结,pn结是在一块半导体中用掺杂的办法做成两个导电类型不同的部分。

一般pn结的两边是用同一种材料做成的,也称为“同质结”。

如果结两边是用不同的材料制成,就称为“异质结”。

异质结相对于同质结来说有许多优良的特性,特别是在半导体激光器方面有的得天独厚的优势。

第一章异质结的发展历程pn结是组成集成电路的主要细胞,50年代pn结晶体管的发明及其后的发展奠定了现代电子技术和信息革命的基础。

然而,随着无线移动通信、GPS、雷达及高速数据处理系统的飞速发展以及全球范围的军事及空间技术走向民用,对器件和电路的性能,如频率特性、噪声特性、封装面积、功耗和成本等提出了更高的要求[1]。

在20 世纪60 年代初期,当pn结晶体管刚刚取得巨大成功的时候,人们就开始了对半导体异质结的研究。

相对于同质结,异质结器件会有一些独特的功能:比如,在异质结晶体管中用宽带一侧做发射极会得到很高的注入比,因而可以获得较高的放大倍数。

还有,如果在异质结中两种材料的过渡是渐变的,则禁带宽度的渐变就相当于存在一个等效的电场,使载流子的渡越时间减小,器件的响应速度增加等等。

但是实验上很难得到非常理想的异质结,由于组成异质结的两种材料晶格常数不同,当他们长成同一块单晶时,晶格的周期性在界面附近发生畸变,晶格畸变形成大量位错和缺陷,除了这种由材料本身固有性质决定的缺陷以外,生长工艺上的不完善还会引进更多的附加缺陷。

这些界面上的位错缺陷将成为少子的复合中心。

早期生长的异质结中因为界面缺陷太多,无法实现少子注入功能,因而不能做出性能良好的异质结。

到了20世纪70年代,随着液相外延(LPE),汽相外延(VPE) ,金属有机化学气相沉积(MO-CVD)和分子束外延(MBE)等先进的材料成长方法相继出现,使异质结的生长日趋完善,有利于异质结物理研究的深入开展,极大地促进了异质结器件和电路的快速发展[4]。

自从1969年江崎和朱兆祥提出半导体超晶格的概念以来,“能带工程”愈来愈受到人们的重视,因为通过对不同材料能带的裁剪组合,利用异质结的能带突变和具有纳米尺度低维系统(二维、一维或零维)的量子限制效应,可以制作出性能优异的微波、超高速器件、电路及光电子器件。

异质结构材料和器件的研究为大幅度提高器件和电路性能开辟了一条新的道路,并已成为“能带工程”的重要内容[2]。

目前的研究主要集中在①电子器件:制备开关器件、整流器件、场效应晶体管、异质结双极晶体管(HBT)和HEMT(High electron mobility transistor)②制备新型的发光设备取代传统光源如白光LED、制备异质结发光二极管③制备异质结激光器④制备太阳能电池⑤超晶格和多量子阱器件[3]。

尤其是量子阱超晶格器件由于它优异的性能成为了目前半导体器件的研究热点。

量子阱超晶格中存在的二维电子气具有许多重要的性质。

首先电子在二维电子气中有很高的迁移率,可以制作性能优良的超高频、超高速场效应晶体管——HEMT(又称为MODFET)。

此外,二维电子气即使在极低温度下都不会复合消失。

因为提供这些二维电子气的电离杂质中心都是处在异质结的另一侧的,这就是说,在空间上自由电子与电离杂质中心是分离开来的,所以,当温度降低时,这些电子也无法回到杂质中心上去,从而在极低温度下它们也不会消失,能够正常工作。

这就为低温电子学的研究与发展提供了器件基础。

二维电子气还具有许多奇特的性质。

例如,在低温下利用MOSFET来测量沟道中二维电子气的Hall效应时,发现器件的霍尔电导是一系列量子化的数值(称为整数量子霍尔效应)。

又如,在更低温度下利用HEMT来测量异质结沟道中二维电子气的霍尔效应时,发现霍尔电导是一系列更为特殊的量子化数值(称为分数量子霍尔效应)。

这些量子效应都是二维电子气在低温下所呈现出来的一些奇特的性质[5]。

超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功, 彻底改变了光电器件的设计思想,。

半导体器件的设计与制造从过去的“杂质工程”发展到“能带工程”, 出现了以“光电特性可剪裁”的新时期, 进入了以量子效应和低维结构为标志的新时代。

目前主要应用在带隙工程,激光器,红外探测器,光学双稳态器件,高速场效应器件等方面[6]。

下面看一下异质结激光器的应用与发展。

第二章半导体激光器的发展与应用2.1半导体激光器的发展历程第一个阶段是随着半导体物理的发展,1962年以美国的三个研究小组几乎同时宣布观察到同质结GaAs的pn结中的受激辐射现象,这标志着半导体激光器的诞生,半导体激光器时代从此开始。

同年美国研制成功GaAs同质结半导体激光器为开端,即同质结构注入型激光器。

这种同质结激光器有源区的厚度为电子扩散长度量级(微米量级),阈值电流密度需达到105A/cm2,因此只能在液氮温度(77K)下和脉冲状态下工作,这也是同质结半导体激光器的致命缺点。

因此这只是半导体激光器的雏形,但其对以后半导体激光器在结构设计、性能检测及激光输出特性等方面上的发展指明了方向[7]。

半导体激光器发展的第二阶段是单异质结构半导体激光器,它是由两种不同带隙的半导体材料薄层,如GaAs , AlGaAs所组成,最先出现的是单异质结构激光器。

阀值电流密度比同质结激光器降低了一个数量级,但单异质结激光器仍不能在室温下连续工作。

如图1 (a)所示,这种单异质结激光器的结构是在GaAs的pn结的P型GaAs一侧上再生长一层P型AlGaAs半导体的三层结构。

这三层半导体材料的禁带宽度、折射率并不相同,如图1 (b)、(c)所示。

在热平衡状态及加正向电压情况下的能带如图1(d)、(e)所示。

这种激光器的优点是阈值低,效率高。

其原因是由于AlGaAs比GaAs具有较宽的禁带宽度和较低的折射率。

由于AlGaAs的禁带宽度比GaAs的大,一方面在P型GaAs—AlGaAs异质结处出现了较高的势垒,使从n型GaAs注入到P型GaAs中的电子受到阻碍,不能继续扩散到P型AlGaAs中去;和没有这种势垒存在时比较,p-GaAs层内的电子浓度增大,提高了增益。

另一方面,P型AlGaAs对来自P型GaAs 的发光吸收系数小,损耗就小。

而由于AlGaAs的折射率较GaAs的低,因此限制了光子进入到AlGaAs区,使光受反射而局限在P区内,从而减少了周围非受激区对光的吸收。

单异质结激光器的阈值电流密度目前一般为(10~15)×103A/cm2,比GaAs同质结激光器的阈值电流密度(10~100)×103A/cm2低[11]。

图1第三阶段是以人们发明了激光波长为9 000Å 在室温下连续工作的双异质结GaAs-GaAlAs( 砷化稼一稼铝砷) 激光器为代表. 双异质结激光器(DHL) 的诞生使可用波段不断拓宽,线宽和调谐性能逐步提高,其结构的特点是在p 型和n 型材料之间生长了仅有0. 2μm 厚的,不掺杂的,具有较窄能隙材料的一个薄层,因此注入的载流子被限制在该区域内(有源区) ,因而注入较少的电流就可以实现载流子数的反转。

在半导体激光器件中,目前比较成熟、性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs 二极管激光器。

这种激光器为四层结构,即n 型砷化镓衬底和三层外延生长层:n型Al x-Ga1-x-As层,其x值范围为0.1~0.5;P型砷化镓(也可以是n型砷化镓),P型Al x-Ga1-x-As,如图2 (a)所示。

各层的禁带宽度和折射率如图2(b)、(c)所示。

在热平衡状态和正向电压下的能带图如图2 (d)、(e)所示。

在这种双异质结激光器结构中,由AlGaAs—GaAs界面构成了波导的两个壁。

由于P型AIGaAs层的折射率低于P型GaAs层,从而限制了光子进入AlGaAs层,降低了周围非受激区对光的吸收。

另外由于AlGaAs 层的禁带宽度较大,因此在p-pGaAs—AlGaAs及n-pAlGaAs—GaAs两个异质结的结面处形成了势垒,使从n型AIGaAs注入到P型GaAs中的电子受到阻碍,不能进入P型AlGaAs层中去,从而增加了P型GaAs层中的电子浓度,提高了增益。

由于在n型AlGaAs与P型GaAs 间的势垒避免了单异质结激光器存在的空穴注入现象,所以双异质结激光器比单异质结激光器有更低的阈值电流密度(1000~3000A/cm2)和更高的效率,并将有更长的寿命[8]。

图2在1978 年出现了世界上第一只半导体量子阱激光器(QWL) ,它大幅度地提高了半导体激光器的各种性能,标志着半导体激光器的发展进入了第四阶段。

后来,又由于MOCVD、MBE 生长技术的成熟,能生长出高质量超精细薄层材料,之后,便成功地研制出了性能更加良好的量子阱激光器,量子阱半导体激光器与双异质结(DH) 激光器相比,具有阈值电流低、输出功率高,频率响应好,光谱线窄和温度稳定性好和较高的电光转换效率等许多优点。

QWL在结构上的特点是它的有源区是由多个或单个阱宽约为100Å的势阱所组成,由于势阱宽度小于材料中电子的德布罗意波的波长,产生了量子效应,连续的能带分裂为子能级,因此,特别有利于载流子的有效填充,所需要的激射阈值电流特别低。

目前量子阱激光器结构主要是单、多量子阱,单量子阱(SQW) 激光器的结构基本上就是把普通双异质结(DH)激光器的有源层厚度做成数十纳米以下的一种激光器,通常把势垒较厚以至于相邻势阱中电子波函数不发生交迭的周期结构称为多量子阱(MQW)。

量子阱激光器单个输出功率现已大于1W ,承受的功率密度已达10MW/ cm3以上。

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