반도체 레이저 기술개발

반도체 레이저일반적으로 레이저 다이오드로 알려져 있습니다. 반도체 재료를 작동 물질로 사용하기 때문에 반도체 레이저라고 불립니다. 반도체 레이저는 광섬유 결합 반도체 레이저 모듈, 빔 결합 장치, 레이저 에너지 전송 광케이블, 전력 시스템, 제어 시스템 및 기계 구조로 구성됩니다. 레이저 출력은 전원 공급 시스템 및 제어 시스템의 구동 및 모니터링에 따라 달성됩니다.

1. 반도체 레이저 소개
반도체 레이저는 일반적으로 레이저 다이오드로 알려져 있습니다. 반도체 재료를 작동 물질로 사용하기 때문에 반도체 레이저라고 불립니다. 반도체 레이저는 광섬유 결합 반도체 레이저 모듈, 빔 결합 장치, 레이저 에너지 전송 광케이블, 전력 시스템, 제어 시스템 및 기계 구조로 구성됩니다. 레이저 출력은 전원 공급 시스템 및 제어 시스템의 구동 및 모니터링에 따라 달성됩니다. 반도체 레이저에 일반적으로 사용되는 작업 재료로는 갈륨 비소(GaAs), 황화 카드뮴(CdS), 인듐 인화물(InP), 황화 아연(ZnS) 등이 있습니다. 다양한 작업 재료에 따라 전기 주입, 펌프 등 세 가지 주요 여기 방법이 있습니다. 유형 및 고에너지 전자빔 여기.

(1). 전기주입은 반도체 레이저이다.
일반적으로 GaAS, CdS, InP, ZnS 등의 가공재료가 반도체 접합 다이오드를 만드는 주요 재료로 사용된다. 전기 주입이 수신되면 작업 재료는 순방향 바이어스 주입 전류를 따라 자극되어 노드 평면 영역에서 유도 방출을 생성합니다.

(2). 펑레이저
일반적으로 작업재료로는 정공을 캐리어로 하는 게르마늄 단결정(P형 반도체 단결정)이나 결정에 억셉터 불순물을 도핑한 전자를 캐리어로 하는 게르마늄 단결정(N형 반도체 단결정)이 사용된다. , 다른 레이저에서 방출되는 레이저를 펌프 여기로 사용하여 인구 반전을 달성합니다.

(삼). 고에너지 전자빔 여기 반도체 레이저
일반적으로 작업 재료의 선택은 펌프 레이저와 유사하며 반도체 게르마늄 단결정도 사용됩니다. 그러나 P형 반도체 단결정을 선택할 때 고에너지 전자빔 여기 반도체 레이저가 주로 PbS를 사용한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 주로 CbS와 ZnO.

반도체 레이저에는 다양한 종류가 있으며, 칩 매개변수와 패키징 방법에 따라 분류 방법도 다양합니다. 그 중 광섬유 출력 반도체 레이저의 주요 분류 방법은 다음과 같습니다.

2. 반도체 레이저 기술 개발
1962년 세계 최초로 반도체 레이저가 발명된 이후 반도체 레이저는 엄청난 변화를 겪으며 다른 과학기술의 발전을 크게 촉진해 왔습니다.

최근 정보기술 분야에 사용되는 저전력 반도체 레이저가 급속히 발전하고 있다. 예를 들어 광섬유 통신에 사용되는 DFB 및 동적 단일 모드 레이저 다이오드는 물론 광 디스크 처리에 널리 사용되는 가시 광선 파장 레이저 다이오드, 심지어 초단 펄스 레이저 다이오드까지 상당한 혁신을 이루었습니다.

저전력 레이저 다이오드 자체도 고집적, 고속 및 조정 가능성이라는 개발 특성을 가지고 있습니다. 대규모 고출력 반도체 레이저 개발도 가속화되고 있다.

1980년대에는 독립 레이저 다이오드의 출력 전력이 100mW 이상이었고 변환 효율이 39%에 도달했습니다. 1990년대에 미국인들은 다시 한번 지표를 새로운 수준으로 끌어올려 45%의 변환 효율성에 도달했습니다. 출력 측면에서도 W 수준에서 KW 수준으로 변화했다.

현재 다양한 국가의 연구 개발 프로젝트의 지원으로 반도체 레이저의 칩 구조, 에피택시 성장 및 장치 패키징과 같은 레이저 기술이 큰 진전을 이루었으며 단위 장치의 성능도 획기적인 발전을 이루었습니다. 광 변환 효율은 70% 이상에 도달했는데 이는 매우 낮습니다. 빔 발산각, 단일 바의 연속 출력 전력은 킬로와트를 초과하며, 탄소 나노(CN) 방열판을 사용하면 기존 반도체 바 설치 기술에 비해 레이저의 냉각 효율을 30% 높일 수 있습니다. 폭 100μm의 단일 튜브의 출력은 24.6W에 달하며 고출력 연속 작동 수명은 수만 시간에 이릅니다.

고효율, 고출력 반도체 레이저도 급속히 완전 고체화 레이저로 발전해 LDP 고체 레이저에 새로운 개발 기회와 전망을 제공하고 있습니다.

3. 반도체 레이저 시장 규모
반도체 레이저는 소형, 경량, 장수명, 높은 작동 신뢰성, 낮은 에너지 소비, 높은 전기광 변환 효율, 대량 생산이 용이하고 가격이 저렴한 등의 장점을 가지고 있습니다. 이는 CD 레이저 레코드 플레이어, 광섬유 통신, 광학 메모리 및 레이저에 널리 사용됩니다. 프린터 등은 광전자공학 전 분야를 포괄하여 널리 사용되고 있다.

지속적인 기술 개발과 혁신으로 반도체 레이저는 다양한 응용 분야의 요구를 충족하기 위해 더 짧은 방출 파장, 더 높은 방출 출력, 초소형 크기 및 긴 수명 방향으로 발전하고 있으며 제품 유형이 점점 더 풍부해지고 있습니다. 또한 레이저 가공, 3D 프린팅, 레이저 레이더, 레이저 거리 측정, 의료 및 생명 과학 등에 널리 사용되었습니다. 또한 고출력 직접 반도체 레이저는 전송을 위해 광섬유에 결합하여 절단 및 용접 분야에서 널리 사용됩니다. .

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