面激光器

❶ 四种激光器的工作原理分别是什么

激光器是能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。

激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。

除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。

激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。

光学共振腔 通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。

几种常见激光器及其用途介绍如下：

Nd：YAG激光器，1064nm，固体激光器，连续激光器的最大输出功率1000W，可用于激光切割金属。

Ho：YAG，固体激光器，可产生对人眼安全的2097nm和2091nm激光，适用于雷达和医学应用。

He-Ne激光器，632.8nm，气体激光器，功率为几mW，用于准直，定位，全息照相等。

CO2激光器，气体激光器，输出波长10.6um，广泛用于激光加工，医疗，大气通信及其他军事应用。

N2分子激光器，气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。

❷ 半导体激光器腔面氧化的机理是什么比如GaAs半导体激光器的腔面退化。

半导体激光器已广泛用于通讯、光信息存储、材料加工、泵浦源和激光医疗等领域。980 nm半导体激光器属于红外波段,已经直接用于材料加工和激光医疗等方面,并已形成了数百瓦或数千瓦的光功率模块。这些高功率应用对半导体激光器提出了更高的要求。
半导体器件在工作时会受到输出激光功率、电流和前后腔面热量的影响,使器件特性降低。由于半导体激光器芯片材料独有的特性,其解理腔面易发生氧化,产生光吸收,吸收的光转化成热量,加剧了器件退化,严重时可导致器件失效。
为了提高半导体激光器的输出激光功率,人们已发展了多种半导体激光器腔面镀膜技术。最早出现的是腔面硫化技术,把半导体激光器的腔面与含有硫的化合物相互作用,除掉器件腔面表面原有的氧化层并生成相对稳定的硫化物钝化层,但是腔面硫化技术硫化效果不够稳定,有效期短。为了防止腔面氧化,研究人员在腔面附近引入电流非注入区,限制电流流入腔面,进而降低腔面附近载流子浓度。M.L.Osaki等还通过采用非吸收窗口技术,提高了器件输出功率。

❸ 垂直腔面发射激光器实现其有哪些关键技术

垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL，又译垂直共振腔面射型雷射）是一种半版导体，其激光垂权直于顶面射出，与一般用切开的独立芯片制成，激光由边缘射出的边射型激光有所不同。
在制作的过程中，VCSEL比边射型激光多了许多优点。边射型激光无法在制作完成后进行测试。若一个边射型激光无法运作，不论是因为接触不良或者是物质成长的品质不好，都会浪费制作过程与物质加工的处理时间。然而VCSEL可以在制造的任何过程中，测试其品质并且作问题处理。举例来说，如果各介电质端间路径并不完整干净地连接，在封装前测试时，顶层金属层就因不跟测试金属层有接触，而使测试结果出现错误。此外，因为VCSEL的激光是垂直于反应区射出，与边射型激光平行于反应区射出相反，所以可以同时有数万个VCSEL在 一个三英吋大的砷镓芯片上被处理。此外，即使VCSEL在制造的过程需要较多的劳动与较精细的材料，更多可预期的生产结果是可被控制的。

❹ 垂直腔面发射激光器是用什么方式提高功率的

垂直腔面发射激光器就是通常所说的面发射型,面发射激光器：随着激光器功率的不断提高,激光器内部发热量的不断增加,要求我们提高散热效率、降低单位面积发热功率,在这种情况下就发明了面发射激光器.其主要的改进在于出光端面,上面提到的所有激光器基本都是做成的条形结构或平板结构,并采用沿平行波导或者说是异质结界面的端面出光,这要使得内部发热功率很高,在大功率工作条件下很容易烧毁,而改用面发射之后,出光面改为为异质结的生长方向出光,大大增加了出光面积,而是发热功率以及散热性都得到大幅改善.其在出光方向上的谐振实现光放大类似DBR激光器的结构,采用布拉格光栅实现纵模振荡和光放大.

❺ 垂直腔面发射激光器和激光二极管的区别

垂直腔面发射激光器就是通常所说的面发射型，
面发射激光器：随着激光器功率的不断回提高，答激光器内部发热量的不断增加，要求我们提高散热效率、降低单位面积发热功率，在这种情况下就发明了面发射激光器。其主要的改进在于出光端面，上面提到的所有激光器基本都是做成的条形结构或平板结构，并采用沿平行波导或者说是异质结界面的端面出光，这要使得内部发热功率很高，在大功率工作条件下很容易烧毁，而改用面发射之后，出光面改为为异质结的生长方向出光，大大增加了出光面积，而是发热功率以及散热性都得到大幅改善。其在出光方向上的谐振实现光放大类似DBR激光器的结构，采用布拉格光栅实现纵模振荡和光放大。

❻ 半导体激光器端面和腔面都指的是哪个面

你说的是半导体激光器的端面泵浦和侧面泵浦吧
端面泵浦是指泵浦光直接照射工作物质后端面激励工作物质发出光子产生激光
侧面泵浦是指泵浦光在工作物质侧面几个面环绕照射进行激励使工作物质发出光子

❼ 切割面激光器和蚀刻面激光器工作原理有什么不同

如果是切割面激光器，先波导形成接触面，然后切割形成镜面，叠放镜面并加涂层，接着测试，分割以及封装。而蚀刻面激光器首先波导形成蚀刻镜面接触面，晶圆级涂层，接着测试，分割和封装，两者区别在于一个是晶圆级加工，另一个要切割成晶条。

❽ 面发射激光器是bar条激光器么，目前单管激光器的应用怎么样，求大神详细解答一下

常见的LD 半导体激光器，分单管和巴条BAR两种。巴条切割成裸芯片，芯片封装后成单管激光器。应该是巴条功率更高些。

❾ 不同波长，不同材料的激光器用什么模系材料做腔面

金属材料对激光的反射反射率与金属表面的粗糙度有关,镜面的反射率内最高.Au、Cu、Mo的反射率容特别高,常可用来作反射镜.但是由于钢铁对红外波长的激光的反射率也很高,给激光加工带来不利的一面,但钢、铁工件的表面经黑化处理以后,能吸收80％以上的激光功率.用不同类型的激光器加工时,应该注意到,材料的反射系数及吸收的光能取决于激光辐射的波长：激光器辐射波长越短,金属的反射系数就越小,所吸收的光能就越多,金属对激光的反射因激光的波长而不同.当能量Eo为的激光照射到材料表面时,部分能量被反射,用ER表示；部分能量被吸收,用EA表示；对透明材料,还有部分能量被透射,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.对于不透明的材料,ET＝O,则有 1＝ρR＋ρA

❿ 切割面激光器和蚀刻面激光器工作原理有什么不同

如果是切割面激光器，先波导形成接触面，然后切割形成镜面，叠放镜面并加涂层，接着测试，分割以及封装。而蚀刻面激光器首先波导形成蚀刻镜面接触面，晶圆级涂层，接着测试，分割和封装，两者区别在于一个是晶圆级加工，另一个要切割成晶条。--资料来源MACOM EFT。