介紹半導體激光器和封裝
發布時間：
2023-04-27 14:12
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通過總結觀察，不難發現技術成熟標志都是朝著體積小、價格低的方向前進，激光技術也不例外，逐步發展出了半導體激光器這種集體積小、功率密度大、能耗低、價格較低等優點于一身的激光應用技術，在我們生活中的各行各業得到廣泛應用。
一、半導體激光器介紹
我們所了解的半導體激光器是一種使用半導體材料作為激活介質的激光發射器。與其他類型的激光器不同，半導體激光器工作原理是基于電與光之間的相互轉換。連同電源后，電子被電壓激發，并在半導體材料中形成激子。激子在半導體材料和絕緣體材料上有觀察發現，這些激子可以進一步通過受激輻射（即在光的作用下發生能量釋放）的方式產生光子。這樣的光在高品質的諧振腔中反復增強，從而形成一個高度單色、銳利、高亮度和高效率的激光束。
二、什么是半導體激光器封裝
半導體激光器封裝是指把工作物質、光學諧振腔等構成激光產生條件的配件固定到有承載作用的底座上，然后整體用金屬或塑料保護起來，通過針腳引出來使用的技術。這么說可能不好理解，為了簡單清晰的理解封裝，我們看一下封裝好后的半導體激光器結構和整體外觀是怎樣的，可以看下圖：
三、六種常見的半導體激光器封裝技術
1. TO（Transistor Outline）封裝：TO封裝是比較常見的半導體激光器封裝技術，外觀為金屬外殼和兩條或以上引腳。其特點是結構簡單，易于制造和安裝，廣泛應用于低功率激光器。
2. Butterfly封裝：Butterfly封裝在TO封裝的基礎上增加了溫控和光纖耦合等功能，適用于中高功率激光器。其結構為矩形外殼，具有多個引腳和硅膠密封，可以有效防止灰塵和濕氣進入，保證激光器的穩定性。
3. DIP（Dual In-line Package）封裝：DIP封裝同樣適用于低功率迷你半導體激光器，在結構上類似于普通芯片封裝，外觀為長方形或圓形，具有一排或兩排引腳。
4、C-mount封裝：C-mount封裝適用于波長在1μm-2μm范圍內的激光器，外觀為金屬外殼和兩條引腳，并帶有調節焦距和對準的功能。特點是對光束的傳輸損耗小，因此廣泛應用于光通訊和激光雷達等領域。
5、半開口封裝：相比于密閉式的封裝，半開口封裝在器件的外殼只有一半，以便吸收或釋放熱量，并且方便后續對器件進行測試、維修等操作。
6、塑料封裝：塑料封裝是一種追求成本的做法，能做到金屬封裝的二分之一，甚至三分之一，當然激光質量是不能有什么太高要求的，塑料導熱差會有影響，常應用于玩具上。
四、半導體激光器10種應用
1、光學測量與檢測定位：半導體激光器可以被應用于各種光學測量與檢測定位設備中，如微觀物體的測量、位置測量、三維。
2、掃描、定位標線：植入醫療器械：半導體激光器可以用于制造植入醫療器械，如人工晶體、激光視力矯正設備、哺光儀等，以實現更加精細和安全的體內外治療。
3、環保和安全監管：半導體激光器可以被用作環境和安全監管設備，以檢測空氣、水和土壤的污染指標、爆炸物質和有毒氣體。
4、3D激光打印、排版：半導體激光器正開始在3D激光打印、CTP排版中普遍應用，可以更快、更精確地制造復雜區形模型。
5、切割和焊接金屬：半導體激光器發射的光源也是切割和焊接金屬的理想工具，能夠產生高精度切割雕刻痕。
6、光電控制：半導體激光器可被用于光電控制產品，如照明系統、光電開關、光纖通信等，以及即時快速響應的設備中。
7、生命科學：半導體激光器可以用于蛋白質分析、 DNA測序和基因工程等生命科學領域。
8、軍事雷達和防御：半導體激光器可以被應用于衛星通信系統、軍用雷達和防御裝置中，提高其精度和靈敏度。
9、數據存儲：使用半導體激光器進行數據寫入，可以將數據存儲在CD、DVD、藍光盤、硬盤驅動器和閃存等介質中。
10、安防監控：使用半導體激光器紅外光，實現低成本的紅外對射、夜視補光、機器識別，具有很好的隱蔽性。
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