半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用
半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個(gè)光電子學(xué)領(lǐng)域,已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核心技術(shù)。由于半導(dǎo)體激光器的體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸入能量低、壽命較長(zhǎng)、易于調(diào)制以及價(jià)格較低廉等優(yōu)點(diǎn),使得它目前在光電子領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛,已受到世界各國(guó)的高度重視。
半導(dǎo)體激光器是以半導(dǎo)體材料為增益介質(zhì)的激光器,依靠半導(dǎo)體能帶間的躍遷發(fā)光,通常以天然解理面為諧振腔。因此其具有波長(zhǎng)覆蓋面廣、體積小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)、泵浦方式多樣、成品率高、可靠性好、易高速調(diào)制等優(yōu)勢(shì),同時(shí)也具有輸出光束質(zhì)量差,光束發(fā)散角大,光斑不對(duì)稱,受到帶間輻射的影響導(dǎo)致光譜純度差、工藝制備難度高的特點(diǎn)。
半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進(jìn)展較快的一類激光器 ,由于它的波長(zhǎng)范圍寬,制作簡(jiǎn)單、成本低、易于大量生產(chǎn),并且由于體積小 、重量輕、壽命長(zhǎng),因此,品種發(fā)展快,應(yīng)用范圍廣,目前已超過(guò)300種 。
在產(chǎn)業(yè)和技術(shù)方面的應(yīng)用
光纖通信:半導(dǎo)體激光器是光纖通信系統(tǒng)的唯一實(shí)用化光源,光纖通信已成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。
光盤(pán)存?。喊雽?dǎo)體激光已經(jīng)用于光盤(pán)存儲(chǔ)器,其最大優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)的聲音、文字和圖像信息量很大。采用藍(lán)、綠激光能夠大大提高光盤(pán)的存儲(chǔ)密。
光譜分析:遠(yuǎn)紅外可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于環(huán)境氣體分析,監(jiān)測(cè)大氣污染、汽車(chē)尾氣等。在工業(yè)上可用來(lái)監(jiān)測(cè)氣相淀積的工藝過(guò)程。
光信息處理:半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于光信息理系統(tǒng)。表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器二維陣列是光并行處系統(tǒng)的理想光源,將用于計(jì)算機(jī)和光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
激光微細(xì)工:借助于Q開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的高能量超短光沖,可對(duì)集成電路進(jìn)行切割、打孔等。
激光報(bào)警器:半導(dǎo)體激光報(bào)警器用途甚廣,包括防盜報(bào)警、水位報(bào)警、車(chē)距報(bào)警等。
激光打印機(jī):高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于激光打印機(jī)。采用藍(lán)、綠激光能夠大大提高打印速度和分辨率。
激光條碼掃描器:半導(dǎo)體激光條碼掃描器已經(jīng)廣泛用于商品的銷(xiāo)售,以及圖書(shū)和檔案的管理。
泵浦固體激光器:這是高功率半導(dǎo)體激光器的一個(gè)重要應(yīng)用,采用它來(lái)取代原來(lái)的氪燈,可以構(gòu)成全固態(tài)激光系統(tǒng)。
高清晰度激光電視:不久的將來(lái),沒(méi)有陰極射線管的半導(dǎo)體激光電視機(jī)可以投放市場(chǎng),它利用紅、藍(lán)、綠三色激光,估計(jì)其耗電量比現(xiàn)有的電視機(jī)低20%。
在醫(yī)療和生命科學(xué)研究方面的應(yīng)用
激光手術(shù)治療:半導(dǎo)體激光已經(jīng)用于軟組織切除,組織接合、凝固和汽化。普通外科、整形外科、皮膚科、泌尿科、婦產(chǎn)科等,均廣泛地采用了這項(xiàng)技術(shù)。
激光動(dòng)力學(xué)治療:將對(duì)腫瘤有親合性的光敏物質(zhì)有選擇地聚集于癌組織內(nèi),通過(guò)半導(dǎo)體激光照射,使癌組織產(chǎn)生活性氧,旨在使其壞死而對(duì)健康組織毫無(wú)損害。
生命科學(xué)研究:使用半導(dǎo)體激光的“光鑷”,可以撲捉活細(xì)胞或染色體并移至任意位置,已經(jīng)用于促進(jìn)細(xì)胞合成,細(xì)胞相互作用等研究,還可以作為法醫(yī)取證的診斷技術(shù)。
自1962年世界上第一臺(tái)半導(dǎo)體激光器發(fā)明問(wèn)世以來(lái),半導(dǎo)體激光器發(fā)生了巨大的變化,極大地推動(dòng)了其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,被認(rèn)為是二十世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。近十幾年來(lái),半導(dǎo)體激光器的發(fā)展更為迅速,已成為世界上發(fā)展最快的一門(mén)激光技術(shù)。