เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์คืออะไร?(ตอนที่ Ⅱ)

เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ เป็นของเลเซอร์โซลิดสเตตชนิดหนึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นสื่อเลเซอร์ไปยังบริเวณแหล่งกำเนิดไดโอดฉีดในปัจจุบันเป็นโหมดการสูบน้ำของเลเซอร์ไดโอด (การแผ่รังสีของอิเล็กตรอนเพื่อผลิตแสง) ในบรรดาเลเซอร์ทุกชนิด เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานดีที่สุด (ประสิทธิภาพการแปลงอิเล็กโทร-ออปติคัลของส่วนประกอบเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงที่ใช้โดยตรงอาจสูงถึง 60-70 เปอร์เซ็นต์ ) สามารถใช้เป็นแหล่งปั๊มหลักของไฟเบอร์เลเซอร์ เลเซอร์ทึบ และเลเซอร์ปั๊มแสงชนิดอื่น ๆ และส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีไฟเบอร์เลเซอร์และเลเซอร์แข็ง(ต่อด้วยตอนที่ Ⅰ)

3. ประวัติการพัฒนาของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์

เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 เป็นเลเซอร์จุดแยกที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งเป็นไดโอดจุดแยก pn ที่ทำจากวัสดุชนิดหนึ่ง ภายใต้การฉีดกระแสไปข้างหน้า อิเล็กตรอนจะถูกฉีดเข้าไปในโซน P อย่างต่อเนื่อง และรูจะถูกฉีดเข้าไปในโซน N อย่างต่อเนื่อง เป็นผลให้การกลับรายการของการกระจายพาหะเกิดขึ้นในพื้นที่การพร่องของจุดเชื่อมต่อ pn เดิม เนื่องจากความเร็วในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเร็วกว่าความเร็วของการย้ายหลุม การแผ่รังสีและการรวมตัวกันใหม่จึงเกิดขึ้นในบริเวณที่มีการเคลื่อนไหว การเปล่งแสงฟลูออเรสเซนซ์ และเลเซอร์จะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการ นี่คือเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ชนิดหนึ่งที่สามารถทำงานได้ในรูปแบบของพัลส์เท่านั้น ขั้นตอนที่สองในการพัฒนาเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์คือเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างกัน เลเซอร์ heterostructure เดี่ยวปรากฏขึ้นครั้งแรก (1969) เพื่อลดความหนาแน่นกระแสธรณีประตูของจุดแยก GaAsP-N ค่าของ SHLD จึงต่ำกว่าค่าของเลเซอร์จุดแยกที่เป็นเนื้อเดียวกันหนึ่งลำดับ แต่ SHLD ก็ยังไม่สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิห้อง

ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1970 เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการพัฒนาในสองทิศทาง ทิศทางหนึ่งคือเลเซอร์ข้อมูลเพื่อจุดประสงค์ในการส่งข้อมูล และอีกทางคือเลเซอร์พลังงานเพื่อจุดประสงค์ในการปรับปรุงพลังงานแสง ขับเคลื่อนด้วยการประยุกต์ใช้เลเซอร์โซลิดสเตตแบบปั๊ม เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง (กำลังเอาต์พุตต่อเนื่องสูงกว่า 100 มิลลิวัตต์ กำลังเอาต์พุตพัลส์สูงกว่า 5 วัตต์ เรียกได้ว่าเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง)

ความก้าวหน้าที่ก้าวหน้าได้เกิดขึ้นในช่วงปี 1990 โดยมีการเพิ่มขึ้นอย่างมากในกำลังขับของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงระดับกิโลวัตต์ได้รับการจำหน่ายในต่างประเทศ และผลผลิตของอุปกรณ์ตัวอย่างในประเทศสูงถึง 600 วัตต์ ถ้าจากมุมมองของการขยายตัวของแถบเลเซอร์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์อินฟราเรดตัวแรก ตามด้วยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สีแดง 670 นาโนเมตรจำนวนมากในแอปพลิเคชัน จากนั้น ความยาวคลื่น 650 นาโนเมตร 635 นาโนเมตรออกมา แสงสีน้ำเงิน แสงสีน้ำเงิน เลเซอร์สารกึ่งตัวนำได้รับการพัฒนาเรียบร้อยแล้ว ไวโอเลต 10 มิลลิวัตต์และแม้แต่เลเซอร์สารกึ่งตัวนำรังสีอัลตราไวโอเลต ก็อยู่ระหว่างการพัฒนาเช่นกัน ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เลเซอร์เปล่งพื้นผิวและเลเซอร์เปล่งพื้นผิวในโพรงแนวตั้งได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีการพิจารณาการใช้งานจำนวนมากในออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบขนานพิเศษ อุปกรณ์ 980nm, 850nm และ 780nm ถูกนำมาใช้ในระบบออปติก ในปัจจุบัน เลเซอร์เปล่งพื้นผิวในโพรงแนวตั้งถูกนำมาใช้ในเครือข่ายความเร็วสูงระดับกิกะบิตอีเธอร์เน็ต

4. การประยุกต์ใช้เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์

เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เติบโตเร็วกว่าด้วยความก้าวหน้าที่เร็วกว่าเลเซอร์ประเภทหนึ่ง เนื่องจากช่วงความยาวคลื่นที่กว้าง การผลิตที่ง่าย ต้นทุนต่ำ การผลิตจำนวนมากที่ง่ายดาย และเนื่องจากขนาดที่เล็ก น้ำหนักเบา อายุการใช้งานยาวนาน ดังนั้น จึงมีการพัฒนาที่หลากหลายอย่างรวดเร็ว แอพพลิเคชั่นที่หลากหลายมีมากกว่า 300 ชนิด

1) การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี

① การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้งานได้จริงของระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงกลายเป็นกระแสหลักของเทคโนโลยีการสื่อสารร่วมสมัย

②การเข้าถึงออปติคอลดิสก์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ถูกใช้ในหน่วยความจำออปติคัลดิสก์แล้ว ซึ่งมีข้อได้เปรียบในการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับเสียง ข้อความ และรูปภาพ การใช้เลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียวสามารถปรับปรุงความหนาแน่นของการจัดเก็บซีดีได้อย่างมาก

③การวิเคราะห์สเปกตรัม เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบฟาร์อินฟราเรดที่ปรับค่าได้ถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์ก๊าซสิ่งแวดล้อม การตรวจสอบมลพิษทางอากาศ ไอเสียรถยนต์ และอื่นๆ สามารถใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบกระบวนการสะสมก๊าซ

④การประมวลผลข้อมูลด้วยแสง มีการใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในระบบข้อมูลออปติก เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์แบบสองมิติที่ปล่อยพื้นผิวเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสำหรับระบบประมวลผลแบบขนานทางแสง ซึ่งจะใช้ในคอมพิวเตอร์และโครงข่ายประสาทเทียมแบบออปติก

⑤การผลิตไมโครไฟเบอร์ด้วยเลเซอร์ ด้วยความช่วยเหลือของเลเซอร์อัลตร้าไชร์พลังงานสูงที่ผลิตโดยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สวิตช์ Q วงจรรวมสามารถตัด เจาะ ฯลฯ

⑥ สัญญาณเตือนด้วยเลเซอร์ เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์เตือนภัยใช้กันอย่างแพร่หลาย รวมทั้งสัญญาณกันขโมย เตือนระดับน้ำ เตือนระยะรถ ฯลฯ

⑦เครื่องพิมพ์เลเซอร์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงถูกใช้ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์แล้ว การใช้เลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียวสามารถปรับปรุงความเร็วและความละเอียดในการพิมพ์ได้อย่างมาก

⑧ เครื่องสแกนบาร์โค้ดแบบเลเซอร์ เครื่องสแกนบาร์โค้ดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการขายสินค้า เช่นเดียวกับการจัดการหนังสือและเอกสารสำคัญ

⑨ปั๊มเลเซอร์โซลิดสเตต นี่คือการใช้งานที่สำคัญของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง ซึ่งสามารถใช้แทนหลอดบรรยากาศเดิมและสร้างระบบเลเซอร์โซลิดสเตตทั้งหมด

⑩ โทรทัศน์เลเซอร์ความละเอียดสูง ในอนาคตอันใกล้นี้ โทรทัศน์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่มีหลอดรังสีแคโทดจะออกสู่ตลาดได้ โดยใช้เลเซอร์สีแดง น้ำเงิน และเขียวที่คาดว่าจะใช้พลังงานน้อยกว่าชุดที่มีอยู่เดิมถึง 20 เปอร์เซ็นต์

2) การประยุกต์ใช้ในการวิจัยทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ

① การผ่าตัดด้วยเลเซอร์ มีการใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สำหรับการตัดเนื้อเยื่ออ่อน การเชื่อมเนื้อเยื่อ การแข็งตัว และการกลายเป็นไอ ศัลยกรรมทั่วไป ศัลยกรรมพลาสติก โรคผิวหนัง ระบบทางเดินปัสสาวะ สูติศาสตร์ นรีเวชวิทยา ฯลฯ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีนี้

②เลเซอร์ไดนามิกบำบัด สารที่ไวต่อแสงที่มีความสัมพันธ์กับเนื้องอกจะถูกรวบรวมอย่างเฉพาะเจาะจงในเนื้อเยื่อมะเร็ง และเนื้อเยื่อมะเร็งจะถูกฉายรังสีด้วยเลเซอร์สารกึ่งตัวนำเพื่อผลิตสายพันธุ์ออกซิเจนที่มีปฏิกิริยา โดยมีเป้าหมายเพื่อทำให้เนื้อตายโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี

③ การวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพ "แหนบออปติคัล" ซึ่งใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เพื่อจับเซลล์ที่มีชีวิตหรือโครโมโซมแล้วเคลื่อนย้ายไปทุกที่ที่ต้องการ ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงการสังเคราะห์เซลล์ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ และการวินิจฉัยทางนิติวิทยาศาสตร์

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับสินค้าคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด