半导体激光器光学特性测量预习报告
半导体激光器实验报告
半导体激光器实验报告摘要：本文旨在通过对半导体激光器的实验研究，探索其基本原理、结构和性能，并分析实验结果。
通过实验，我们了解了激光器的工作原理、调制和控制技术以及其应用领域。
在实验过程中，我们测量了激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等参数，并对实验结果进行了分析和讨论。
1.引言半导体激光器是一种利用半导体材料作为活性介质来产生激光的器件。
由于其小尺寸、高效率和低成本等优点，半导体激光器被广泛应用于通信、光存储、医学和科学研究等领域。
本实验旨在研究不同结构和参数的半导体激光器的性能差异，并通过实验数据验证理论模型。
2.实验原理2.1 半导体激光器的基本结构半导体激光器由活性层、波导结构和光学耦合结构组成。
活性层是激光器的关键部分，其中通过注入电流来激发电子和空穴复合形成激光。
波导结构用于限制光的传播方向，并提供反射面以形成光腔。
光学耦合结构用于引导激光光束从激光器中输出。
2.2 半导体激光器的工作原理半导体激光器利用注入电流激发活性层中的电子和空穴，使其发生复合并产生激光。
通过适当选择材料和结构参数，使波导结构中的光在垂直方向形成反射，从而形成光腔。
当光经过活性层时，激发的电子和空穴产生辐射跃迁，并在激光器中形成激光。
随着光的多次反射和放大，激光逐渐增强，最终从光学耦合结构中输出。
3.实验步骤3.1 实验器材本实验使用的主要器材有半导体激光器装置、电源、光功率计、多道光谱仪等。
3.2 实验过程首先，将半导体激光器装置与电源连接，并通过电源控制激光器的注入电流。
然后，使用光功率计测量激光器的输出功率，并记录相关数据。
接下来，使用多道光谱仪测量激光器的光谱特性，并记录各个波长的输出光功率。
最后，调节激光器的注入电流，并测量波长调制特性。
完成实验后，对实验数据进行分析和讨论。
4.实验结果与分析通过实验测量，我们得到了半导体激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等数据，并对其进行了分析。
实验结果显示，随着注入电流的增加，激光器的输出功率呈现出递增趋势，但当电流达到一定值后，增长速度逐渐减慢。
实验一 半导体激光器P-I特性曲线测量
实验一半导体激光器P-I特性曲线测量一、实验目的：1.了解半导体光源和光电探测器的物理基础；2.了解发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)的发光原理和相关特性；3.了解PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的工作原理和相关特性；4.掌握有源光电子器件特性参数的测量方法；二、实验原理：光纤通信中的有源光电子器件主要涉及光的发送和接收，发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)是最重要的光发送器件，PIN光电二极管和APD光电二极管则是最重要的光接收器件。
1．发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)：LED是一种直接注入电流的电致发光器件，其半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时发射出光子，属自发辐射跃迁。
LED为非相干光源，具有较宽的谱宽(30～60nm)和较大的发射角(≈100°)，常用于低速、短距离光波系统。
LD通过受激辐射发光，是一种阈值器件。
LD不仅能产生高功率(≥10mW)辐射，而且输出光发散角窄，与单模光纤的耦合效率高(约30％—50％)，辐射光谱线窄(Δλ=0.1-1.0nm)，适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速(>20GHz)直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。
使粒子数反转从而产生光增益是激光器稳定工作的必要条件，对于处于泵浦条件下的原子系统，当满足粒子数反转条件时将会产生占优势的(超过受激吸收)受激辐射。
在半导体激光器中，这个条件是通过向P型和N型限制层重掺杂使费密能级间隔在PN结正向偏置下超过带隙实现的。
当有源层载流子浓度超过一定值(称为透明值)，就实现了粒子数反转，由此在有源区产生了光增益，在半导体内传播的输入信号将得到放大。
如果将增益介质放入光学谐振腔中提供反馈，就可以得到稳定的激光输出。
(1) LED和LD的P-I特性与发光效率：图1是LED和LD的P-I特性曲线。
LED是自发辐射光，所以P-I曲线的线性范围较大。
半导体激光器实验报告
半导体激光器实验报告半导体激光器实验报告引言：半导体激光器是一种重要的光电子器件，具有广泛的应用领域，如通信、医疗、工业等。
本实验旨在通过搭建实验装置，研究半导体激光器的工作原理和性能特点，并探索其在光通信领域的应用。
实验一：激光器的工作原理激光器的工作原理是基于光放大和光反馈的原理。
在实验中，我们使用一台半导体激光器，通过电流注入激发半导体材料，产生光子。
这些光子在激光腔中来回反射，不断受到增益介质的放大，最终形成激光束。
实验装置中的关键组件包括半导体激光器、激光腔、准直器和光探测器。
半导体激光器通过电流注入，激发载流子跃迁，产生光子。
光子在激光腔中来回反射，经过准直器调整光束的方向，最后被光探测器接收。
实验二：激光器的性能特点在实验中，我们测试了激光器的输出功率、波长和光谱宽度等性能指标。
通过改变注入电流和温度等参数，我们研究了激光器的输出特性。
首先，我们测试了激光器的输出功率。
通过改变注入电流，我们观察到激光器输出功率随电流增加而增加的趋势。
然而，当电流达到一定值后，激光器的输出功率不再增加，甚至出现下降。
这是由于激光器的光子数饱和效应和损耗机制导致的。
其次，我们测量了激光器的波长。
通过调节激光腔的长度，我们观察到激光器的波长随腔长的变化而变化。
这是由于激光腔的谐振条件决定了激光器的输出波长。
最后，我们研究了激光器的光谱宽度。
通过光谱仪测量激光器的光谱分布，我们发现激光器的光谱宽度与注入电流和温度有关。
随着注入电流的增加和温度的降低，激光器的光谱宽度变窄，光纤通信系统中要求的窄光谱宽度可以通过适当的调节实现。
实验三：半导体激光器在光通信中的应用半导体激光器在光通信领域有着重要的应用。
我们通过实验研究了激光器在光纤通信中的应用。
首先，我们将激光器的输出光束通过光纤传输。
通过调节激光器的输出功率和波长，我们实现了光纤通信中的光信号传输。
通过光探测器接收光信号，并通过示波器观察到了传输过程中的光信号波形。
半导体激光器P-I特性测试实验
太原理工大学学生实验报告
1.根据实验记录数据，算出半导体激光器驱动电流，画出相应的光功率与注入电
流的关系曲线。
(测得电阻为Ω)
2.根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流I th的大小。
3.根据P-I特性曲线，求出半导体激光器的斜率效率。
七、注意事项
1.半导体激光器驱动电流不可超过40mA，否则有烧毁激光器的危险。
2.由于光功率计，光跳线等光学器件的插头属易损件，使用时应轻拿轻放，切忌
用力过大。
八、思考题
1.试说明半导体激光器发光工作原理。
半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质(既利用电子)在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、产生光的辐射放大，输出激光。
半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，（处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1，这个过程称为光的受激辐射
2.环境温度的改变对半导体激光器P-I特性有何影响
随着温度的上升，阈值电流越来越大，功率随电流变化越来越缓慢。
3.分析以半导体激光器为光源的光纤通信系统中，半导体激光器P-I特性对系统。
半导体激光器_实验报告
半导体激光器_实验报告【标题】半导体激光器实验报告【摘要】本实验主要通过实际操作和测量，研究半导体激光器的工作原理和性能特点。
通过改变电流和温度等参数，观察激光器的输出功率和波长、发散角度等特性的变化，并分析其与激光器内部结构和材料特性之间的关系。
【引言】半导体激光器具有体积小、功耗低、效率高等优点，在光通信、激光加工、医疗等领域有广泛应用。
了解半导体激光器的工作原理和特性对于深入理解其应用具有重要意义。
【实验内容】1. 实验器材与仪器准备：准备半导体激光器、电源、温度控制器、功率测量仪等实验设备。
2. 实验步骤：a. 连接电源和温度控制器，调节温度至设定值。
b. 调节电流，记录相应的激光器输出功率。
c. 测量激光器的输出波长和发散角度。
d. 分析激光器输出功率、波长和发散角度等特性随电流和温度变化的规律。
【实验结果】1. 实验数据记录：记录不同电流和温度下的激光器输出功率、波长和发散角度数据。
2. 实验结果分析：a. 输出功率与电流和温度的关系。
b. 输出波长与电流和温度的关系。
c. 发散角度与电流和温度的关系。
【讨论】根据实验结果，结合半导体激光器的内部结构和材料特性，讨论激光器输出功率、波长和发散角度等特性与电流和温度的关系。
分析激光器的工作原理和性能特点，并讨论其在实际应用中的优缺点。
【结论】通过实验，我们深入了解了半导体激光器的工作原理和性能特点。
通过调节电流和温度等参数，可以控制激光器的输出功率、波长和发散角度等特性。
半导体激光器具有体积小、功耗低、效率高等优点，但也存在一些限制，如温度敏感性较强。
最后，我们对半导体激光器的应用前景进行了展望。
半导体激光器光学特性测量实验报告
半导体激光器光学特性测量实验学号：姓名：班级：日期：【摘要】激光器的三个基本组成部分是：增益介质、谐振腔、激励能源。
本实验通过测量半导体激光器的输出特性、偏振度和光谱特性，进一步了解半导体激光器的发光原理，并掌握半导体激光器性能的测试方法。
【关键词】半导体激光器、偏振度、阈值、光谱特性一、实验背景激光是在有理论准备和实际需要的背景下应运而生的。
光电子器件和技术是当今和未来高技术的基础之一。
受激辐射的概念是爱因斯坦于1916年在推导普朗克的黑体辐射公式时提出来的, 从理论上预言了原子发生受激辐射的可能性，这是激光的理论基础。
直到1960年激光才被首次成功制造（红宝石激光器）。
半导体激光（Semiconductor laser）在1962年被成功发明，在1970年实现室温下连续输出。
半导体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) 等多种工艺。
由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制及价格低廉等优点, 使得它目前在各个领域中应用非常广泛。
半导体激光器已经成功地用于光通讯和光学唱片系统，还可以作为红外高分辨率光谱仪光源，用于大气检测和同位素分离等；同时半导体激光器成为雷达，测距，全息照相和再现、射击模拟器、红外夜视仪、报警器等的光源。
半导体激光器与调频器、放大器集成在一起的集成光路将进一步促进光通讯和光计算机的发展。
半导体激光器主要发展方向有两类，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。
本实验旨在使学生掌握半导体激光器的基本原理和光学特性，利用光功率探测仪和CCD光学多道分析器，测量可见光半导体激光器输出特性、不同方向的发散角、偏振度，以及光谱特性，并熟悉光路的耦合调节及CCD光学多道分析器等现代光学分析仪器的使用，同时进一步了解半导体激光器在光电子领域的广泛应用。
[DOC] 半导体激光器参数测量(二)
![[DOC] 半导体激光器参数测量(二)](https://img.taocdn.com/s3/m/c108ea370b4c2e3f5727631d.png)
半导体激光器参数测量（二）一 实验目的测量半导体激光器的谱线特性和远场特性 二 实验原理1、半导体的纵模设激光器的腔长为L ，内部充满折射率为n 的半导体材料。
部分反射的两个腔面的反射系数为R 1和R 2，如图1所示。
在腔内传播的平面波可用下式描写])exp[(]2exp[z g nzi i αλπφ-=式中0λ是自由空间波长，i α是内部损耗系数，通常是由自由载流子吸收和光学不均匀散射。
引起的，g 为增益系数。
在该系统中能够形成自持振荡条件是：当波在两个腔面间经过多次反射回到原处时，波的振幅至少应等于起始值。
这个条件可用下式表示：1])(2exp[]4exp[021=-L g nLi R R i αλπ因此振荡的相位条件，即形成稳定振荡的驻波条件为：πλπm nL240=式中m 为正整数，该式表明光子在谐振腔内来回一周所经历的光程必须是波长的整数倍；因此当腔长和n 一定时，每一个m 对应一个振荡波长或频率，或者对应一个振荡的纵模模式。
由此可见如果腔长较长，则可能有多个波长的波能够满足驻波条件；即所谓的多纵模。
对上式微分可以得到相邻纵模间隔)])((1[20200λλλλd dnn nL d -=式中方括号内所代表的是材料的色散，0/λd dn 表示每个纵模间隔是不同的。
该式表明，纵模与腔长成反比。
2、激光器的发射光谱、峰值波长、中心波长、平均波长（1）发射光谱激光器的发射光谱取决于激光器光腔的特定参数，大多数半导体激光器是多纵模振荡即其发光谱线中有多个峰的光谱（波长）如图2所示（2）峰值波长在规定输出光功率时，光谱内若干发射模式中强度最大的光谱波长被定义为峰值波长（p λ）。
（3）中心波长在激光器光谱中，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（c λ），用统计加权可表示为i ni i c E E λλ∑==10]1[式中，i λ为第i 个峰值的波长；i E 为第i 个峰值的能量；0E 为所有峰值的能量；∑==ni i P E 10。
实验一半导体激光器pi特性曲线测量
实验四半导体激光器光谱测量与模式分析一、实验目的：1.了解半导体激光器的工作原理和相关特性；2.掌握半导体激光器模式参数的测量方法；二、实验原理：半导体激光器的模式分为空间模和纵模(轴模)。
空间模描述围绕输出光束轴线某处的光强分布，或者是空间几何位置上的光强(或光功率)的分布，也称远场分布；纵模则表示一种频谱，它反映所发射的光束其功率在不同频率(或波长)分量上的分布。
二者都可能是单模或者出现多个模式(多模)。
边发射半导体激光器具有非圆对称的波导结构，而且在垂直于异质结平面方向(称横向)和平行于结平面方向(称侧向)有不同的波导结构和光场限制情况。
横向上都是异质结构成的折射率波导，而在侧向目前多是折射率波导，但也可采取增益波导，因此半导体激光器的空间模式又有横模与侧模之分。
图1表示这两种空间模式。
图1 半导体激光器横模与侧模由于有源层厚度很薄(约为0.15μm)，都能保证在单横模工作；而在侧向，则其宽度相对较宽，因而视其宽度可能出现多侧模。
如果在这两个方向都能以单模(或称基模)工作，则为理想的TEM00模，此时出现光强峰值在光束中心且呈“单瓣”。
这种光束的光束发散角最小、亮度最高，能与光纤有效地耦合，也能通过简单的光学系统聚焦到较小的斑点，这对激光器的应用是非常有利的。
相反，若有源区宽度较宽，则发光面上的光场(称近场)在侧向表现出多光丝，好似一些并行的发光丝，在远场的侧向则有对应的光强分布，如图2所示。
这种多侧模的出现以及它的不稳定性，易使激光器的P-I特性曲线发生“扭折”(kink)，使P-I线性变坏，这对信号的模拟调制不利；同时多侧模也影响与光纤高效率的耦合，侧模的不稳定性也影响出纤功率的稳定性；不能将这种多侧模的激光束聚焦成小的光斑。
图2 有多侧模的半导体激光器的近场和远场由于半导体激光器发光区几何尺寸的不对称，其远场呈椭圆状，其长、短轴分别对应于横向与侧向。
在许多应用中需用光学系统对这种非圆对称的远场光斑进行圆化处理。
实验报告半导体激光实验
一、实验目的1. 了解半导体激光器的基本原理和光学特性；2. 掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节；3. 根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用；4. 熟悉WGD6光学多道分析器的使用。
二、实验原理1. 半导体激光器的基本结构半导体激光器，全称为半导体结型二极管激光器，是一种利用半导体材料作为工作物质的激光器。
其基本结构包括工作物质、谐振腔和激励能源。
工作物质通常采用V族化合物半导体，如GaAs、MoSb等；谐振腔由两个平行端面构成，起到反射镜的作用；激励能源有电注入、光激励、高能电子束激励和碰撞电离激励等。
2. 半导体激光器的阈值条件半导体激光器的阈值电流是各种材料和结构参数的函数。
在满足阈值条件时，半导体激光器才能产生激光。
阈值电流表达式为：\[ I_{th} = \frac{L}{\eta} \frac{P}{h\nu} \]其中，\( I_{th} \) 为阈值电流，\( L \) 为有源层长度，\( \eta \) 为内量子效率，\( P \) 为注入功率，\( h \) 为普朗克常数，\( \nu \) 为发射光的真空波长。
3. 半导体激光器的光学特性半导体激光器的光学特性主要包括单色性好、高亮度、体积小、重量轻、结构简单、效率高、寿命长等。
三、实验仪器与设备1. 半导体激光器及可调电源；2. WGD6型光学多道分析器；3. 可旋转偏振片；4. 旋转台；5. 多功能光学升降台；6. 光功率指示仪。
四、实验步骤1. 搭建实验系统，连接各仪器设备；2. 调节可旋转偏振片，观察偏振光的变化；3. 调节旋转台，观察光斑在屏幕上的变化；4. 调节多功能光学升降台，观察光功率指示仪的读数；5. 使用WGD6型光学多道分析器，对半导体激光器的光谱进行测量；6. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 通过调节可旋转偏振片，观察到偏振光的变化，验证了半导体激光器的偏振特性；2. 通过调节旋转台，观察到光斑在屏幕上的变化，验证了半导体激光器的准直特性；3. 通过调节多功能光学升降台，观察到光功率指示仪的读数变化，验证了半导体激光器的功率特性；4. 使用WGD6型光学多道分析器，对半导体激光器的光谱进行测量，得到激光波长、线宽等参数，进一步验证了半导体激光器的光学特性。
半导体激光特性实验实验报告
实验数据的记录与整理： 实验数据的记录与整理：
I(mA) P1 P2 P（平均） (uW) 2.5 0 0 0 3 0 0 0 3.5 0.1 0.1 0.1 4 0.1 0.1 0.1 4.5 0.2 0.2 0.2 5 0.2 0.2 0.2 5.5 0.3 0.3 0.3 6 0.4 0.4 0.4 7 0.5 0.5 0.5 8 0.7 0.7 0.7 9 0.9 0.9 0.9 10 1.2 1.2 1.2 11 1.3 1.4 1.35 12 1.6 1.7 1.65 13 2 2 2
742444271486010正发散角的测定数据图1001002003004005001005050100转动角度a20ma转动角度2320151051015202225puw003004011044092336146046023004003003a40ma转动角度403530252015105puw015055067064101318318333转动角度10152025303540puw28733774234149062044017侧横场发散角的数据图50100150200250300350400604020204060转动角度a40maa20ma光平行于平台时偏振角度102030405060708090puw145913913011118912677459265142087偏振角度100110120130140150160170180puw1162274076238271092131214521494光垂直于平台时偏振角度102030405060708090puw04913439779912581714218257284295偏振角度100110120130140150160170180puw2862622241724124978537513605半导体激光器的偏振度测量数据图a30ma10152025303550100150200偏振角度光平行于平台时光垂直于平台时电流i40ma半导体的激光器的输入功率对光谱的影响在这个实验中可以看作半导体激光的注入电流对光谱的影响
半导体激光器的光学特性测试
实验八半导体激光器的光学特性测试[实验目的]1、通过实验熟悉半导体激光器的光学特性。
2、掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节。
3、根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用。
[实验仪器]1、半导体激光器及可调电源2、光谱仪3、可旋转偏振片4、旋转台5、光功率计图1. 半导体激光器的结构[实验原理]1、半导体激光器的基本结构至今，大多数半导体激光器用的是GaAs或Ga1-x Al x As材料，p-n结激光器的基本结构如图1所示。
P—n结通常在n型衬底上生长p型层而形成。
在p区和n区都要制作欧姆接触，使激励电流能够通过,这电流使结区附近的有源区内产生粒子数反转，还需要制成两个平行的端面起镜面作用，为形成激光模提供必须的光反馈。
图1中的器件是分立的激光器结构，它可以与光纤传输线连接，如果设计成更完整的多层结构，可以提供更复杂的光反馈，更适合单片集成光路。
2、半导体激光器的阈值条件：当半导体激光器加正向偏置并导通时，器件不会立即出现激光振荡。
小电流时发射光大都来自自发辐射，光谱线宽在数百唉数量级。
随着激励电流的增大，结区大量粒子数反转，发射更多的光子。
当电流超过阈值时，会出现从非受激发射到受激发射的突变。
实际上能够 观察到超过阈值电流时激光的突然发生，只要观察在光功率对激励电流曲线上斜率的急速突变，如图2所示；这是由于激光作用过程的本身具有较高量子效率的缘故。
从定量分析，激光的阈值对应于：由受激发射所增加的激光模光子数(每秒)正好等于由散射、吸收激光器的发射所损耗的光子数（每秒）。
据此，可将阈值电流作为各种材料和结构参数的函数导出一个表达式：)]1(121[8202Rn a Den J Q th +∆=ληγπ （1） 这里，Q η是内量子效率，O λ是发射光的真空波长，n 是折射率，γ∆是自发辐射线宽，e 是电子电荷，D 是光发射层的厚度，α是行波的损耗系数，L 是腔长，R 为功率反射系数。
半导体激光器光学特性测量实验报告
半导体激光器光学特性测量实验报告【摘要】激光是20世纪一项重大的发明，被广泛应用于生活之中。
激光的产生原理是受激辐射，需要满足粒子数反转、谐振腔反馈和阈值三个条件。
激光的工作介质有很多类型，其中的半导体激光器具有体积小、质量轻、稳定高效、可调制等特点。
本文使用激光器、光功率指示仪、透镜、偏振器等器件测量了可见光波段的半导体激光器的输出特性曲线、发散角、偏振度和光谱等特性，对半导体激光器的光学特性进行了总结。
【关键字】激光，半导体，偏振，发散角，光谱，定标Experiment report of Semiconductor laser optical characteristic measurementAbstract : The theory of laser generation is stimulated radiation, which needs to meet the three conditions of particle number conversion,resonant cavity feedback and threshold. There are many types of laser working media, among which semiconductor lasers have the characteristics of small size, light weight, stable and efficient, and can be modulated. This article use lasers, optical power indicators, lenses, polarizer and other devices to measure the output characteristic curve, divergence angle, alignment and spectrum of visible light semiconductor lasers, and summarize the optical characteristics of semiconductor lasers.Key words: laser, semiconductor, polarization, divergence, spectrum, calibration1. 引言继相对论、量子物理、原子能技术、计算机技术之后，激光技术成为了20世纪又一大重大科学技术新成就。
实验报告——半导体激光器输出光谱测量
实验报告——半导体激光器输出光谱测量实验时间：2017.03.04一、实验目的1、了解半导体激光器的基本原理及基本参数；2、测量半导体激光器的输出特性和光谱特性；3、了解外腔选模的机理，熟悉光栅外腔选模技术；4、熟悉压窄谱线宽度的方法。
二、实验原理1.半导体激光器激光（LASER）的全称 light amplification by stimulated emission of radiation 意为通过受激发射实现光放大。
激光器的基本组成如下图：必要组成部分无外乎：谐振腔、增益介质、泵浦源。
在此基础上，激光产生的条件有二：1）粒子数反转通过外界向工作物质输入能量，使粒子大部分处于高能态，而非基态。
2）跃迁选择定则粒子能够从基态跃迁到高能态，需要两个能级之间满足跃迁选择定则，电子相差 的奇数倍角动量差。
世界上第一台激光器是1960年7月8日，美国科学家梅曼发明的红宝石激光器。
1962年世界上第一台半导体激光器发明问世。
2.半导体激光器的基本原理半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质(既利用电子)在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、产生光的辐射放大，输出激光。
没有杂质的纯净半导体，称为本征半导体。
如果在本征半导体中掺入杂质原子，则在导带之下和价带之上形成了杂质能级，分别称为施主能级和受主能级。
有施主能级的半导体称为n型半导体；有受主能级的半导体称这p型半导体。
在常温下，热能使n型半导体的大部分施主原子被离化，其中电子被激发到导带上，成为自由电子。
而p型半导体的大部分受主原子则俘获了价带中的电子，在价带中形成空穴。
因此，n 型半导体主要由导带中的电子导电；p型半导体主要由价带中的空穴导电。
若在形成了p-n结的半导体材料上加上正向偏压，p区接正极，n区接负极。
正向电压的电场与p-n结的自建电场方向相反，它削弱了自建电场对晶体中电子扩散运动的阻碍作用，使n区中的自由电子在正向电压的作用下，源源不断地通过p-n结向p区扩散，在结区内同时存在着大量导带中的电子和价带中的空穴时，它们将在注入区产生复合，当导带中的电子跃迁到价带时，多余的能量就以光的形式发射出来。
半导体激光器实验报告
一、实验目的1. 熟悉半导体激光器的基本结构和工作原理。
2. 掌握半导体激光器的电学特性、光学特性及其调节方法。
3. 通过实验了解半导体激光器在光电子技术方面的应用。
4. 学习使用WGD6光学多道分析器等实验仪器。
二、实验原理半导体激光器是一种基于半导体的电致发光效应的激光器。
当电流通过p型和n型半导体材料形成的pn结时，电子和空穴在pn结的活性区内复合，释放出能量，产生光子。
这些光子在谐振腔中多次反射和放大，最终形成具有特定波长、相位和方向性的激光输出。
半导体激光器的主要结构包括：半导体材料、pn结、谐振腔、光学元件等。
其中，半导体材料是激光器的核心部分，决定了激光器的波长、功率和效率。
pn结是半导体激光器的能量源，谐振腔是激光器的放大器，光学元件则用于调节激光器的光路。
三、实验仪器与材料1. 半导体激光器及可调电源2. WGD6型光学多道分析器3. 可旋转偏振片4. 旋转台5. 多功能光学升降台6. 光功率指示仪四、实验步骤1. 连接仪器：将半导体激光器、可调电源、WGD6型光学多道分析器、可旋转偏振片、旋转台、多功能光学升降台和光功率指示仪连接好。
2. 调节激光器：调整可调电源，使激光器工作在阈值电流附近。
观察激光器输出光斑，调整激光器的光路，使光斑最小化。
3. 测量电学特性：记录激光器在不同电流下的输出功率，分析激光器的电学特性。
4. 测量光学特性：使用WGD6型光学多道分析器测量激光器的光谱特性，分析激光器的光学特性。
5. 调节光路：通过旋转偏振片和旋转台，观察激光器的输出光斑，调整光路，使光斑最小化。
6. 观察应用：观察激光器在光电子技术方面的应用，如光纤通信、激光雷达等。
五、实验结果与分析1. 电学特性：实验结果显示，随着电流的增加，激光器的输出功率逐渐增加，但在阈值电流附近，输出功率增加速率最快。
这表明半导体激光器具有饱和特性。
2. 光学特性：实验结果显示，激光器的光谱线为单色线，且光斑最小化。
半导体激光器实习报告(2篇)
第1篇一、实习背景与目的随着科技的飞速发展，半导体激光器在通信、医疗、工业加工等领域发挥着越来越重要的作用。
为了更好地了解半导体激光器的工作原理、结构特点及其在各个领域的应用，我们选择了半导体激光器作为实习课题。
本次实习旨在通过实际操作和理论学习，加深对半导体激光器的基本原理、结构、性能和应用的理解，提高自己的动手能力和科研素养。
二、实习内容本次实习主要分为以下几个部分：1. 半导体激光器基础知识学习：了解半导体激光器的发展历程、工作原理、结构特点等基本知识。
2. 实验室设备操作：熟悉实验室环境，掌握实验室设备的操作方法，如光谱分析仪、光功率计等。
3. 半导体激光器样品测试：对实验室提供的半导体激光器样品进行性能测试，包括输出功率、光谱特性、温度特性等。
4. 实验数据分析与处理：对测试数据进行整理、分析，运用相关理论进行解释。
5. 撰写实习报告：总结实习过程中的收获和体会，提出改进建议。
三、实习过程1. 理论学习：在实习开始前，我们通过查阅资料、课堂讲解等方式，对半导体激光器的基本原理、结构特点等进行了系统的学习。
2. 实验室设备操作：在导师的指导下，我们熟悉了实验室的设备，掌握了光谱分析仪、光功率计等仪器的操作方法。
3. 样品测试：我们选取了实验室提供的几种不同类型的半导体激光器样品，对其输出功率、光谱特性、温度特性等进行了测试。
4. 数据分析与处理：将测试数据整理成表格，运用相关理论进行分析，对样品的性能进行评估。
5. 撰写实习报告：在实习过程中，我们及时记录实习心得和体会，最后整理成实习报告。
四、实习成果1. 加深了对半导体激光器基本原理和结构特点的理解：通过实习，我们对半导体激光器的工作原理、结构特点等有了更加深入的认识。
2. 提高了动手能力和实验技能：在实验室设备操作和样品测试过程中，我们提高了自己的动手能力和实验技能。
3. 培养了科研素养：通过实习，我们学会了如何分析实验数据，运用理论进行解释，培养了科研素养。
半导体激光器实习报告
一、实习背景随着科技的飞速发展，半导体激光器作为光电子技术领域的重要器件，在通信、医疗、工业加工等领域发挥着越来越重要的作用。
为了更好地了解半导体激光器的工作原理和应用，提高自身的实践能力，我于近期在XX公司进行了为期一个月的半导体激光器实习。
二、实习目的1. 熟悉半导体激光器的基本结构、工作原理和特性；2. 掌握半导体激光器的制备、调试和应用技术；3. 提高动手操作能力，为今后的工作打下坚实基础。
三、实习内容1. 实习单位简介XX公司成立于2005年，是一家专注于光电子技术研发、生产和销售的高新技术企业。
公司拥有一支高素质的研发团队，具备完善的实验室设施和生产线，产品广泛应用于通信、医疗、工业等领域。
2. 实习过程（1）学习半导体激光器基础知识实习期间，我首先学习了半导体激光器的基本结构、工作原理和特性。
在导师的指导下，我了解了激光产生的条件、半导体激光器的材料选择、结构设计以及阈值条件等知识。
（2）参观生产线在实习过程中，我参观了公司的生产线，了解了半导体激光器的制备过程。
从原材料的选择、制备工艺、封装测试等环节，我对半导体激光器的生产过程有了全面的认识。
（3）实际操作在导师的带领下，我进行了半导体激光器的调试和测试。
通过实际操作，我掌握了激光器的调试方法、参数调整技巧以及故障排除方法。
（4）项目参与在实习期间，我参与了公司一项关于半导体激光器在医疗领域的应用项目。
在导师的指导下，我负责部分实验数据的整理和分析，为项目提供了有力支持。
3. 实习收获（1）提高了理论知识水平通过实习，我对半导体激光器的基本知识有了更深入的了解，为今后的工作打下了坚实的基础。
（2）提升了动手操作能力在实习过程中，我学会了半导体激光器的调试和测试方法，提高了自己的动手操作能力。
（3）积累了实践经验通过参与项目，我积累了实践经验，为今后的工作积累了宝贵经验。
四、实习总结本次实习让我对半导体激光器有了更加全面的认识，提高了我的理论水平和实践能力。
光学特性实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景光学特性实验是光学领域的基础实验之一，通过实验可以了解和掌握光学器件的基本特性。
本次实验旨在通过一系列光学器件的实验，加深对光学原理和光学器件特性的理解，提高实验技能。
二、实验目的1. 熟悉光学实验的基本原理和方法；2. 掌握光学器件的基本特性；3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
三、实验内容本次实验主要内容包括：1. 光的干涉现象：通过实验观察光的干涉现象，了解光的相干性和干涉条纹的分布规律；2. 光的衍射现象：通过实验观察光的衍射现象，了解光的衍射规律和衍射图样的形成；3. 光的偏振现象：通过实验观察光的偏振现象，了解光的偏振规律和偏振器件的作用；4. 光的折射现象：通过实验观察光的折射现象，了解光的折射规律和折射率的概念；5. 光的吸收与发射现象：通过实验观察光的吸收与发射现象，了解光的吸收系数和发射光谱。
四、实验结果与分析1. 光的干涉现象实验观察到干涉条纹的分布规律，证明了光的相干性。
通过测量干涉条纹间距，计算出光的波长，与理论值进行对比，验证了实验结果的准确性。
2. 光的衍射现象实验观察到衍射图样的形成，证明了光的衍射规律。
通过测量衍射图样中的特征参数，计算出光的衍射角，与理论值进行对比，验证了实验结果的准确性。
3. 光的偏振现象实验观察到偏振光的产生和检验，了解了光的偏振规律。
通过测量偏振器件的透射率，计算出光的偏振度，与理论值进行对比，验证了实验结果的准确性。
4. 光的折射现象实验观察到光的折射现象，了解了光的折射规律。
通过测量折射率，计算出光的折射率，与理论值进行对比，验证了实验结果的准确性。
5. 光的吸收与发射现象实验观察到光的吸收与发射现象，了解了光的吸收系数和发射光谱。
通过测量光的吸收系数和发射光谱，与理论值进行对比，验证了实验结果的准确性。
五、实验结论通过本次实验，我们成功掌握了光学实验的基本原理和方法，了解了光学器件的基本特性。
以下是实验结论：1. 光的干涉现象：光的相干性是产生干涉现象的必要条件，干涉条纹间距与光的波长成正比；2. 光的衍射现象：光的衍射规律是光的波动性质的重要体现，衍射图样中的特征参数与光的波长和衍射角度有关；3. 光的偏振现象：光的偏振性质是光的电磁波性质的重要体现，偏振器件可以改变光的偏振状态；4. 光的折射现象：光的折射规律是光的电磁波性质的重要体现，折射率与光的波长和介质有关；5. 光的吸收与发射现象：光的吸收系数和发射光谱与光的波长和介质有关。
半导体激光器实习报告
半导体激光器实习报告在过去的一个月里，我有幸在一家半导体激光器公司进行实习。
这次实习让我对半导体激光器的生产和研发过程有了更深入的了解，也让我收获了许多实践经验。
在实习的第一周，我主要了解了半导体激光器的基本原理和生产流程。
半导体激光器是一种利用半导体材料产生的激光，它通过PN结的特性，在注入电流的作用下产生激光。
半导体激光器具有体积小、重量轻、功耗低、工作频率高等优点，因此在光电子技术、光纤通信、激光打印等领域得到广泛应用。
在实习的第二周，我参观了公司的生产线，并参与了半导体激光器的组装过程。
我学习了如何正确安装激光器芯片、如何搭建电路板、如何进行光纤耦合等操作。
在实践中，我深刻体会到了每一个环节的重要性，任何一个步骤的失误都可能导致激光器的性能下降。
在实习的第三周，我开始参与公司的研发项目。
我们团队主要研究如何提高半导体激光器的输出功率和稳定性。
通过实验和数据分析，我们发现通过优化芯片结构和提高封装质量可以有效提高激光器的性能。
在这个过程中，我学到了如何进行实验设计、如何处理实验数据、如何撰写实验报告等科研技能。
在实习的第四周，我有机会参观了一些半导体激光器的应用场景。
我们参观了激光打印机、激光切割机等设备的现场演示，看到了半导体激光器在这些领域的重要作用。
这让我更加深刻地认识到半导体激光器技术的价值和潜力。
通过这次实习，我不仅学到了半导体激光器的相关知识和技能，还锻炼了自己的团队合作和沟通能力。
在实习期间，我与团队成员密切合作，共同解决问题，取得了良好的成果。
同时，我也向公司的技术人员请教了许多问题，他们的热情指导和耐心解答让我受益匪浅。
总之，这次实习让我对半导体激光器行业有了更深入的了解，也为我未来的学习和工作打下了坚实的基础。
我相信，在今后的学习和工作中，我会不断运用和提升这次实习所学的知识和技能，为我国半导体激光器行业的发展贡献自己的力量。
半导体激光器特性测量实验报告
半导体激光器特性测量一、实验目的：1.通过本实验学习半导体激光器原理。
2.测量半导体激光器的几个主要特性。
3.掌握半导体激光器性能的测试方法。
二、实验仪器：半导体激光器装置、WGD-6型光学多道分析器、电脑等。
三、实验原理：WGD-6 型光学多道分析器，由光栅单色仪，CCD 接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统采用C－T 型，如图M1 反射镜、M2 准光镜、M3 物镜、M4 转镜、G 平面衍射光栅、S1 入射狭缝、S2 光电倍增管接收、S3 CCD 接收。
入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1、S1 位于反射式准光镜M2 的焦面上，通过S1 射入的光束经M2 反射成平行光束投向平面光栅G 上，衍射后的平行光束经物镜 M3 成像在S2 上。
四、实验内容及数据分析1.半导体激光器输出特性的测量：a)将各仪器按照要求连接好；b)打开直流稳压电源，打开光多用仪；c) 将激光器的偏置电流输入插头接于稳压电源的电流输出端；d) 将激光器与光多用仪的输入端相连并使探头正好对激光器输出端，打开光多用仪； e) 缓慢增加激光器输入电流（0mA~36mA ），注意电流不要超过ＬＤ的最大限定电流（实验中不超过38mA ）。
从功率计观察输出大小随电流变化的情况； f) 记录数据； g) 绘图绘成曲线。
实验数据及结果分析： I （mA ） 1.02.03.04.05.06.07.0 8.09.010.011.0 12.0 P (uW) 0.40 0.80 1.25 1.75 2.25 2.85 3.54.255.05 5.956.98.0I （mA ） 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 P (uW) 9.310.7512.4514.5517.8522.941.0311.5753.51179.51594.51845.0根据以上实验数据绘制I —P 曲线:半导体激光器输出特性2004006008001000120014001600180020000510152025I(mA)P(uW)实验结果分析：通过半导体激光器的控制电源改变它的工作电流I ，测量对应的发光功率P ，以P 为纵轴，I 为横轴作图，描成曲线。
半导体激光器光学特性测量预习报告
图1 同质 结半 导体 激光 器简 图
图2 双 异质结 半导体 激光器 的基本 结构
半导体激光器的阈值条件
半导体激光器空间模式测量 半导体激光器的纵模特性及光谱测量
半导体激光器的偏振态特性
THANK YOU
半导体激光器光学特性测量 预习报告
半导体激光器光学特性测量
主要实验内容：
ห้องสมุดไป่ตู้
半导体激光器光学特性测量
主要实验内容：
半导体激光器光学特性测量
实验仪器和实验方法
半导体激光器装置、WGD-6 型光学多道分析器、电脑、光功率指示仪等。
图13半导体激光器的输出特性测试光路
半导体激光器的输 出特性： （1）开启激光功率 计，将量程置于 20mW 档（量程选 择开关置于弹出状 态），预热。
光学多道分析器的定标测量：利用 WGD-6光学多道分析器对汞灯光 谱进行测量，测得光谱特性如图12 所示，利用标准汞灯光谱进行定标， 再测量半导体激光器的波长。
半导体激光器光学特性测量
实验原理和实验技术
激光是受激辐射产生的光。激光的基本特征是高强度、单色性、方向性和相 干性。任何激光器的外部结构都包括三部分，即增益介质、谐振腔和激励源。
（4）调节激光功率计的零点，将激光束垂直照射在功率计探测器光敏面的中心位置附近。缓 慢增加激光器输入电流（0mA~90mA）。从功率计观察输出大小随电流变化的情况；
（5）记录数据。以电流值为横坐标、光功率值为纵坐标，在坐标纸上绘制出P—I 关系曲 线，并求出阈值电流。
半导体激光器光学特性测量
实验仪器和实验方法
（2）开启激光电源的开关，然后开启激光电源上的电流开关（即“LD 短路”开关,此开关位 于激光电源的后面）,通过电流调节旋钮来控制输出电流的大小，使半导体激光器输出激光。
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半导体激光器光Байду номын сангаас特性测量
实验原理和实验技术
激光是受激辐射产生的光。激光的基本特征是高强度、单色性、方向性和相 干性。任何激光器的外部结构都包括三部分，即增益介质、谐振腔和激励源。
（4）调节激光功率计的零点，将激光束垂直照射在功率计探测器光敏面的中心位置附近。缓 慢增加激光器输入电流（0mA~90mA）。从功率计观察输出大小随电流变化的情况；
（5）记录数据。以电流值为横坐标、光功率值为纵坐标，在坐标纸上绘制出P—I 关系曲 线，并求出阈值电流。
半导体激光器光学特性测量
实验仪器和实验方法
半导体激光器的发散角测定：偏振器是带有角度读数的旋转偏振片，读出偏振片处 于不同角度时，对应的半导体激光器的输出值，将实验值列表，并计算出其偏振度。
图14测定半导体激光的发散角测量
图12汞灯的光谱 图16 半导体激光器的光谱特性测试
图16所示的是测量半导体激光器的 光谱特性的光路装置。半导体激光 器LD(650nm，＜5mW的光信号通 过透镜L (f=15，F=14)耦合进 WGD-6光学多道分析器的输入狭 缝，让光学多道分析器与计算机相 连，从光栅单色仪输出的光信号通 过CCD接收放大输出到计算机
半导体激光器光学特性测量 预习报告
半导体激光器光学特性测量
主要实验内容：
半导体激光器光学特性测量
主要实验内容：
半导体激光器光学特性测量
实验仪器和实验方法
半导体激光器装置、WGD-6 型光学多道分析器、电脑、光功率指示仪等。
图13半导体激光器的输出特性测试光路
半导体激光器的输 出特性： （1）开启激光功率 计，将量程置于 20mW 档（量程选 择开关置于弹出状 态），预热。
图1 同质 结半 导体 激光 器简 图
图2 双 异质结 半导体 激光器 的基本 结构
半导体激光器的阈值条件
半导体激光器空间模式测量 半导体激光器的纵模特性及光谱测量
半导体激光器的偏振态特性
THANK YOU
（2）开启激光电源的开关，然后开启激光电源上的电流开关（即“LD 短路”开关,此开关位 于激光电源的后面）,通过电流调节旋钮来控制输出电流的大小，使半导体激光器输出激光。
（3）调节激光器前面的准直透镜，使激光束经过准直后在工作范围内光斑的大小、形状变化 不大。然后调节激光器支架上的仰俯螺钉，使激光束平行于光学平台的台面。