面激光器

❶ 四種激光器的工作原理分別是什麼

激光器是能發射激光的裝置。1954年製成了第一台微波量子放大器，獲得了高度相乾的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍，並指出了產生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人製成了第一台紅寶石激光器。1961年A.賈文等人製成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創制了砷化鎵半導體激光器。以後，激光器的種類就越來越多。按工作介質分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類。近來還發展了自由電子激光器，其工作介質是在周期性磁場中運動的高速電子束，激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分，有連續式、脈沖式、調Q和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發射的激光波長已達數千種，最長的波長為微波波段的0.7毫米，最短波長為遠紫外區的210埃，X射線波段的激光器也正在研究中。

激光工作物質 是指用來實現粒子數反轉並產生光的受激輻射放大作用的物質體系，有時也稱為激光增益媒質，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質。對激光工作物質的主要要求，是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉，並使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去；為此，要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。

除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，裝置的必不可少的組成部分包括激勵（或抽運）、具有亞穩態能級的工作介質和諧振腔（ 見光學諧振腔）3部分。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態，為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射佔主導地位，從而實現光放大。諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的定向性和相乾性。

激勵(泵浦)系統 是指為使激光工作物質實現並維持粒子數反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據工作物質和激光器運轉條件的不同，可以採取不同的激勵方式和激勵裝置，常見的有以下四種。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發出的光來輻照工作物質以實現粒子數反轉的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光器組成。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質內發生的氣體放電過程來實現粒子數反轉的，整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質內部發生的化學反應過程來實現粒子數反轉的，通常要求有適當的化學反應物和相應的引發措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質並實現粒子數反轉的。

光學共振腔 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為：①提供光學反饋能力，使受激輻射光子在腔內多次往返以形成相乾的持續振盪。②對腔內往返振盪光束的方向和頻率進行限制，以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①，是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀（反射面曲率半徑）和相對組合方式所決定；而作用②，則是由給定共振腔型對腔內不同行進方向和不同頻率的光，具有不同的選擇性損耗特性所決定的。

幾種常見激光器及其用途介紹如下：

Nd：YAG激光器，1064nm，固體激光器，連續激光器的最大輸出功率1000W，可用於激光切割金屬。

Ho：YAG，固體激光器，可產生對人眼安全的2097nm和2091nm激光，適用於雷達和醫學應用。

He-Ne激光器，632.8nm，氣體激光器，功率為幾mW，用於準直，定位，全息照相等。

CO2激光器，氣體激光器，輸出波長10.6um，廣泛用於激光加工，醫療，大氣通信及其他軍事應用。

N2分子激光器，氣體激光器，輸出紫外光，峰值功率可達數十兆瓦，脈寬小於10ns，重復頻率為數十至數千赫，作可調諧燃料激光器的泵浦源，也可用於熒光分析，檢測污染等方面。

❷ 半導體激光器腔面氧化的機理是什麼比如GaAs半導體激光器的腔面退化。

半導體激光器已廣泛用於通訊、光信息存儲、材料加工、泵浦源和激光醫療等領域。980 nm半導體激光器屬於紅外波段,已經直接用於材料加工和激光醫療等方面,並已形成了數百瓦或數千瓦的光功率模塊。這些高功率應用對半導體激光器提出了更高的要求。
半導體器件在工作時會受到輸出激光功率、電流和前後腔面熱量的影響,使器件特性降低。由於半導體激光器晶元材料獨有的特性,其解理腔面易發生氧化,產生光吸收,吸收的光轉化成熱量,加劇了器件退化,嚴重時可導致器件失效。
為了提高半導體激光器的輸出激光功率,人們已發展了多種半導體激光器腔面鍍膜技術。最早出現的是腔面硫化技術,把半導體激光器的腔面與含有硫的化合物相互作用,除掉器件腔面表面原有的氧化層並生成相對穩定的硫化物鈍化層,但是腔面硫化技術硫化效果不夠穩定,有效期短。為了防止腔面氧化,研究人員在腔面附近引入電流非注入區,限制電流流入腔面,進而降低腔面附近載流子濃度。M.L.Osaki等還通過採用非吸收窗口技術,提高了器件輸出功率。

❸ 垂直腔面發射激光器實現其有哪些關鍵技術

垂直腔面發射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，簡稱VCSEL，又譯垂直共振腔面射型雷射）是一種半版導體，其激光垂權直於頂面射出，與一般用切開的獨立晶元製成，激光由邊緣射出的邊射型激光有所不同。
在製作的過程中，VCSEL比邊射型激光多了許多優點。邊射型激光無法在製作完成後進行測試。若一個邊射型激光無法運作，不論是因為接觸不良或者是物質成長的品質不好，都會浪費製作過程與物質加工的處理時間。然而VCSEL可以在製造的任何過程中，測試其品質並且作問題處理。舉例來說，如果各介電質端間路徑並不完整干凈地連接，在封裝前測試時，頂層金屬層就因不跟測試金屬層有接觸，而使測試結果出現錯誤。此外，因為VCSEL的激光是垂直於反應區射出，與邊射型激光平行於反應區射出相反，所以可以同時有數萬個VCSEL在 一個三英吋大的砷鎵晶元上被處理。此外，即使VCSEL在製造的過程需要較多的勞動與較精細的材料，更多可預期的生產結果是可被控制的。

❹ 垂直腔面發射激光器是用什麼方式提高功率的

垂直腔面發射激光器就是通常所說的面發射型,面發射激光器：隨著激光器功率的不斷提高,激光器內部發熱量的不斷增加,要求我們提高散熱效率、降低單位面積發熱功率,在這種情況下就發明了面發射激光器.其主要的改進在於出光端面,上面提到的所有激光器基本都是做成的條形結構或平板結構,並採用沿平行波導或者說是異質結界面的端面出光,這要使得內部發熱功率很高,在大功率工作條件下很容易燒毀,而改用面發射之後,出光面改為為異質結的生長方向出光,大大增加了出光面積,而是發熱功率以及散熱性都得到大幅改善.其在出光方向上的諧振實現光放大類似DBR激光器的結構,採用布拉格光柵實現縱模振盪和光放大.

❺ 垂直腔面發射激光器和激光二極體的區別

垂直腔面發射激光器就是通常所說的面發射型，
面發射激光器：隨著激光器功率的不斷回提高，答激光器內部發熱量的不斷增加，要求我們提高散熱效率、降低單位面積發熱功率，在這種情況下就發明了面發射激光器。其主要的改進在於出光端面，上面提到的所有激光器基本都是做成的條形結構或平板結構，並採用沿平行波導或者說是異質結界面的端面出光，這要使得內部發熱功率很高，在大功率工作條件下很容易燒毀，而改用面發射之後，出光面改為為異質結的生長方向出光，大大增加了出光面積，而是發熱功率以及散熱性都得到大幅改善。其在出光方向上的諧振實現光放大類似DBR激光器的結構，採用布拉格光柵實現縱模振盪和光放大。

❻ 半導體激光器端面和腔面都指的是哪個面

你說的是半導體激光器的端面泵浦和側面泵浦吧
端面泵浦是指泵浦光直接照射工作物質後端面激勵工作物質發出光子產生激光
側面泵浦是指泵浦光在工作物質側面幾個面環繞照射進行激勵使工作物質發出光子

❼ 切割面激光器和蝕刻面激光器工作原理有什麼不同

如果是切割面激光器，先波導形成接觸面，然後切割形成鏡面，疊放鏡面並加塗層，接著測試，分割以及封裝。而蝕刻面激光器首先波導形成蝕刻鏡面接觸面，晶圓級塗層，接著測試，分割和封裝，兩者區別在於一個是晶圓級加工，另一個要切割成晶條。

❽ 面發射激光器是bar條激光器么，目前單管激光器的應用怎麼樣，求大神詳細解答一下

常見的LD 半導體激光器，分單管和巴條BAR兩種。巴條切割成裸晶元，晶元封裝後成單管激光器。應該是巴條功率更高些。

❾ 不同波長，不同材料的激光器用什麼模系材料做腔面

金屬材料對激光的反射反射率與金屬表面的粗糙度有關,鏡面的反射率內最高.Au、Cu、Mo的反射率容特別高,常可用來作反射鏡.但是由於鋼鐵對紅外波長的激光的反射率也很高,給激光加工帶來不利的一面,但鋼、鐵工件的表面經黑化處理以後,能吸收80％以上的激光功率.用不同類型的激光器加工時,應該注意到,材料的反射系數及吸收的光能取決於激光輻射的波長：激光器輻射波長越短,金屬的反射系數就越小,所吸收的光能就越多,金屬對激光的反射因激光的波長而不同.當能量Eo為的激光照射到材料表面時,部分能量被反射,用ER表示；部分能量被吸收,用EA表示；對透明材料,還有部分能量被透射,用ET表示,如前所述有：Eo＝ER＋EA＋ET 1＝ρR＋ρA＋ρT （1）即式中ρR──反射率；ρA──吸收率；ρT──透射率.對於不透明的材料,ET＝O,則有 1＝ρR＋ρA

❿ 切割面激光器和蝕刻面激光器工作原理有什麼不同

如果是切割面激光器，先波導形成接觸面，然後切割形成鏡面，疊放鏡面並加塗層，接著測試，分割以及封裝。而蝕刻面激光器首先波導形成蝕刻鏡面接觸面，晶圓級塗層，接著測試，分割和封裝，兩者區別在於一個是晶圓級加工，另一個要切割成晶條。--資料來源MACOM EFT。