激光技术及应用A大作业

激光技术及应用A

大作业

班级：

院（系）：

姓名：

2012年6月24 日

关于半导体激光器

摘要：本文将浅显地涉及到有关于半导体激光器的早期工作、近期国内外发展的主要方向和目前国内外关于半导体激光器应用的最新水平，并且综述了半导体激光器的工作原理，并对其工作原理进行了初步的讨论。另外还对其未来的应用前景作出了分析。

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。自1964年初以来，人们加大了半导体激光器的研究度。目前有关于砷化镓半导体激光器的最先进技术已经有所进展，使得半导体激光器领域取得了相当大的进步。并且近些年来关于半导体理论模型的完善大大促进了半导体激光技术的进展日趋成熟又为器件的制作提供了有效的途径。可以预见在今后十年中半导体激光器将获得进一步的发展,应用领域也将随之不断地扩大,前景一片光明。

关键词：半导体激光器；发展状况；工作原理；应用及前景。

Abstract: This article will mentioned about the earlier work,the latest directions of development and the applications of the semiconductor lasers simply,and reviewed the working principle of the semiconductor laser,and its working principle is a preliminary discussion.Also analysis for its future prospects.

On the Solid Devices International Conference in July 1962,two scholars of the MIT Lincoln Laboratory Keyes and Quist reported the phenomenon of light emission of the GaAs material.Since early 1964,the scientists have increased the degree of semiconductor lasers.There are currently the most advanced technology on the gallium arsenide semiconductor lasers have been achieved,making the field of semiconductor lasers has made considerable progress. And improve on the model of semiconductor theory in recent years contributed greatly to the progress of the semiconductor laser technology matures and provides an effective way for the production of the device. It can be predicted that semiconductor lasers will be further developed over the next decade, the applications will subsequently continue to expand the prospects for the future.

Keywords: Semiconductor lasers; development; works; applications and prospects.

一、国内外半导体激光器的发展状况

为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量, 以及军用装备小型高精度化等需要, 半导体激光器正趋向以下几个发展方面, 并取得一系列重大进展。

1、高速宽带LD

高速宽带LD主要是113μm 和1155μm 波长LD,用于高速数字光纤通信和微

波模拟光信息传输、分配与处理。潜在市场是未来的信息高速公路和军事装备。高速宽带LD 从80年代中期长波长光源商品化后便大量开发,主要通过改进管芯制作和封装技术。最早的高速LD用SI衬底窄有源区BH结构。美国GTE用LPE和VPE 两次外延生长的113μm lnGaAsP LD ,本征谐振频率超过22 GHz ,3dB带宽24 GHz; Lasertron、罗克韦尔国际公司均用类似结构获20GHz以上带宽。这种结构因谐振腔小,输出功率受限制。80年代末起,普遍采用DFB技术。90 年代以来, 又将量子阱引入到有源区中。目前高速BH LD和MQW + DFB LD都已达到商品化, 用于10Gb/ s 高速数字光纤系统和Ku 波段微波模拟光传输。

近几年来,更普遍地将应变层量子阱技术用于高速宽带LD。据理论研究证明:LD 的调制带宽特性主要由它的弛豫振荡频率f r 和阻尼速率α决定。有人预测, 压应变In x Ga1 - x As/ InP MQW LD的本征3dB带宽可达到90 GHz 而，且应变量子阱可使LD的特征温度、阈值电流、输出功率等主要参数全面改善。如西门子报道的0198 μm 压应变lnGaAs/ GaAs 4 阱LD , 本征带宽达到63GHz，3 dB 带宽达到30 GHz；贝尔实验室和朗讯技术公司开发的应变补lnGaAs2GaAsP2InGaP MQW LD ，内量子效率80 % ,3 dB 带宽25 GHz , 低至0115 ns的K 因子证明59 GHz 的最大3dB带宽。德国固体物理应用所等研制的InGaAs2GaAs MQW LD 以20 Gb/ s 实现无制冷130 ℃高温工作。

2、大功率LD

半导体激光器大功率化趋势仍将集中在800 nm 波段, 其次是2 μm 左右。在800nm波段, 光泵浦源又是重点。其发展趋势:一是侧面发射1 cm 阵列条堆积组