¿Principio de funcionamiento de los láseres semiconductores?

Láseres semiconductorestambién se denominan diodos láser o LD para abreviar. Los láseres semiconductores son dispositivos emisores de láser que emiten luz de radiación monocromática de alta potencia a través del principio de radiación estimulada. El ángulo de emisión de la luz de salida es estrecho y lo que vemos está casi colimado. El rayo láser se puede modular directamente, es decir, la intensidad de salida de la luz puede cambiar a medida que cambia la señal.

Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de la emisión de luz láser de semiconductores es la radiación estimulada. Se describe el principio de la radiación estimulada: los electrones que absorben energía externa (energía eléctrica, energía luminosa) a un alto nivel de energía emitirán un fotón exactamente igual al fotón externo después de detectar el fotón externo circundante ( Energía, dirección del movimiento , calidad... son exactamente iguales), por lo que hay más fotones en la misma dirección, y este proceso se denomina radiación de luz estimulada.

Lo anterior es solo un principio, pero en la práctica, para hacer que un láser semiconductor funcione y emita luz, necesitamos materiales de trabajo, energía externa, sustratos y espejos para formar una estructura de láser semiconductor. Podemos simular el láser mediante los siguientes sencillos pasos:
1. Fije la sustancia de trabajo en el sustrato y estimule la sustancia de trabajo para que emita luz espontáneamente a través de energía externa. La luz actual es luz natural débil ordinaria, con direcciones irregulares y baja intensidad de luz. No todas las sustancias pueden actuar como esta sustancia luminosa, si te interesa puedes consultarlas todas.
2. En los lados izquierdo y derecho de la sustancia de trabajo, hay más de dos espejos de radiación (uno con 100 por ciento de reflectividad y otro con 95 por ciento de reflectividad), para que la luz irregular emitida por la sustancia de trabajo irradie espontáneamente, y la luz en las dos direcciones de izquierda y derecha será reflejado por el espejo de radiación para estimular continuamente la sustancia de trabajo para producir radiación estimulada. Cuando los fotones aumentan hasta cierto umbral, podemos ver que la luz evidente se desborda del espejo con una reflectividad del 95 por ciento. Por supuesto, el exterior está encapsulado con metal (cobre), y los fotones que no están en la dirección del espejo si entran en contacto con la capa de metal del paquete exterior, se perderán en forma de energía térmica.
3. Si lo piensas bien, los fotones en la línea diagonal del espejo de radiación también serán radiados y aumentados, por lo que la luz que sale tiene cierto ángulo de divergencia. En el futuro, podemos usar componentes ópticos como espejos de colimación para procesar la luz en el siguiente paso.

¿Cuáles son las longitudes de onda de los láseres semiconductores?
1. La longitud de onda es de 193nm~337nm, que es el rango de longitud de onda del láser ultravioleta, que es invisible a simple vista.
2. La longitud de onda del láser violeta es: 365-405nm, que es el rango de longitud de onda del láser violeta, visible a simple vista.
3. La longitud de onda del láser de luz azul es: 445nm~488nm, que es el rango de longitud de onda del láser de luz azul, visible a simple vista.
4. La longitud de onda del láser verde es: 514nm~543nm, que es el rango de longitud de onda del láser verde, visible a simple vista.
5. La longitud de onda del láser rojo es: 633nm~658nm, que es el rango de longitud de onda del láser infrarrojo, visible a simple vista.
6. La longitud de onda es de 780nm~1060nm, que es el rango de longitud de onda del láser infrarrojo, que es invisible a simple vista.

Aplicaciones de los láseres semiconductores:
1. Aplicaciones de comunicación: los láseres semiconductores se pueden utilizar en campos de comunicación de alta velocidad, como comunicación por fibra óptica, comunicación inalámbrica y redes de centros de datos. Entre ellos, VCSEL (láser emisor de superficie de cavidad vertical) es uno de los láseres semiconductores más utilizados para comunicaciones de corta distancia, que se caracteriza por un ancho espectral estrecho, baja potencia y costo relativamente bajo.
2. Aplicaciones médicas: los láseres semiconductores se pueden usar en dispositivos médicos, como escalpelos láser, belleza de la piel, etc. El escalpelo láser utiliza un rayo láser de alta densidad de energía para cortar, que tiene las ventajas de ser incruento y mínimamente invasivo, y Se puede utilizar en oftalmología, estomatología, dermatología y cirugía laparoscópica.
3. Aplicaciones de fabricación: los láseres semiconductores se pueden usar en industrias de fabricación, como corte por láser, marcado por láser, soldadura por láser, etc. La tecnología de corte por láser se puede usar para cortar materiales metálicos y materiales no metálicos, y tiene las ventajas de alta precisión , velocidad rápida y alto rendimiento.
4. Aplicación para evitar obstáculos: los láseres semiconductores se pueden usar en robots de barrido y sistemas LIDAR en tecnología de conducción autónoma. El sistema LIDAR puede generar imágenes tridimensionales del entorno circundante y es un sensor importante para los vehículos autónomos.
5. Aplicación de detección biológica: los láseres semiconductores se pueden usar en el campo de la detección biológica, como el análisis de fluorescencia, la detección de proteínas, etc. Su alta intensidad y monocromaticidad lo hacen ampliamente utilizado en el análisis biológico.
6. Aplicaciones de visión artificial: los láseres de semiconductores de ancho de línea estrecho de uso común, los láseres de línea más delgada, los pequeños errores de píxeles capturados por sensores y el escaneo y la medición de alta precisión se pueden ver ampliamente en los talleres de producción automatizados.

Hay muchas otras aplicaciones, hay más de 100 por cálculo aproximado, por lo que no las enumeraré una por una aquí. También puede ir a su lado para averiguar dónde se utilizan los láseres de semiconductores.

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