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单片机半导体激光器驱动与控制电路设计+原理图设计+PCB图 第4页

更新时间:2014-11-16:  来源:毕业论文
激光和普通光区别很大。它具有以下特性:发射的激光具有单色性。激光含有一种特定波长(即特定颜色)的光线。光线的波长由电子回到低能轨道时释放的能量决定。发射的激光具有良好的相干性。激光的组织结构较好,每个光子都紧跟其他光子运动。也就是说,所有光子的波前完全一致。激光具有良好的指向性。激光光束紧密、集中且能量极高。相反,手电筒发出的光线朝多个方向散射,光线能量弱,集中度低。为了实现以上三个特性,需要经过一个称为受激发射的过程。这种现象不可能在普通手电筒中出现,因为它的原子是随机释放光子。而受激发射时,原子是有组织地发射光子。原子释放的光子具有特定的波长,此波长取决于激发态和基态之间的能量差。
如果光子(拥有一定能量和相位)碰到另一个原子,且该原子拥有处于相同激发状态的电子,即可引起受激发射。第一个光子可以激发或引导原子发射光子,而后发射的光子(即第二个原子发射的光子)按与进入光子相同的频率和方向振荡。激光器的另一个关键部件是一对反光镜,分别位于激光介质的两端。特定波长和相位的光子通过两端反光镜的反射,在激光介质之间来回穿行。在此过程中,它们会激发更多的电子由高能轨道向低能轨道跳跃,从而发射出更多相同波长和相位的光子,随后将产生“瀑布”效应,进而在激光器内迅速聚集起大量相同波长和相位的光子。激光介质某一端的镜面采用浅谈整体优化信息技术课堂教学 “半反射”镀层,也就是说它只会反射部分光线,而其他光线则可以穿透。穿透的光线就是激光。
半导体激光打标机激光器是一种相干辐射光源,要使它能产生激光,必须具备三个基本条件:
(1)增益条件:建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布。在半导体中代表电子能量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带,因此在半导体中要实现粒子数反转,必须在两个能带区域之间,处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多,这靠给同质结或异质结加正向偏压,向有源层内注人必要的载流子来实现,将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。
(2)要实际获得相干受激辐射,必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡,激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的,通常在不出光的那一端镀上高反多层介质膜,而出光面镀上减反膜。
(3)为了形成稳定振荡,激光媒质必须能提供足够大的增益,以弥补谐振腔引起的光损耗及从腔面的激光输出等引起的损耗,不断增加腔内的光场.这就必须要有足够强的电流注人,即有足够的粒子数反转,粒子数反转程度越高,得到的增益就越大,即要求必须满足一定的电流阀值条件。当激光器达到阀值时,具有特定波长的光就能在腔内谐振并被放大,最后形成激光而连续地输出。本文来自$优.文!论-文·网原文请找腾讯^324;9114
本次任务所使用的激光器叫做optically pumped semiconductor laser,即光学泵浦半导体激光器。该激光器是一个小型的具有鲁棒性的高功率可视激光器,并采用光泵浦技术,该技术是相干公司的专利。这种多模激光器专门应用于中级功率光束照明。该激光器由用户提供电源,低电压高电流可使其产生激光光束。该装置可以输出高功率连续工作上千小时。激光器的散热问题要通过使用者来提供合适的热沉来解决。在驱动电流较低时,激光器没有得到足够的增益不能激发出光,随着驱动电流的增加,激光器工作电流会达到一个阈值,该阈值可以以达到激光器的发光要求。该电流便是额定阈值电流。继续增加驱动电流会提升激光器发光功率,这个功率时就是典型的工作功率。关于网页制作复习课课堂观察的体会
 虽然激光器发光机理是连续波发光方式,但是本激光器也可以以其它模式发光。给于激光器一定的工作电流,激光器调制速度的限制因素是调剂二极管电流,该现象已经被实验证实,由于电源供电和激光头之间电线的电感,调制范围就定在了5-10的范围内。总的来说,半导体器件想要稳定高效的工作,必须保持在工作温度,因此本激光器必须要格外注意和处理好温度的控制,必须使用良好散热的热沉,并且要注意外部系统的热量进入激光器,激光器内部的倍频晶体和激光滤波片需要用TEC来控制温度。

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