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【半导体】半导体四个常见问题

时间:2020-06-11    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
1.半导体激光器的关键技术有哪些    半导体激光器的关键技术有哪些
  半导体激光器是激光器中可以说是较为实用重要的激光器种类,也广泛应用于印刷业和医学领域,也因此成为了热卖产品,加快了以取代激光打标机市场份额的步伐,非常值得人深思。它是电流注入型半导体PN结光发射器件,具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽,转换效率高、高可靠和易于集成等特点,产品波长覆盖范围从405nm一直到2200nm,功率覆盖范围从5瓦至千瓦级别,广泛应用于高功率固体激光器泵浦源、医疗、照明、国防、材料加工以及科研等市场。
  半导体激光器的关键技术:
  .结构设计优化
  半导体激光器的发展与其外延与芯片结构的研究设计紧密相关。结构设计是激光器器件的基础。三个基本原理性问题是:电注入和限制、电光转换、光限制和输出,分别对应电注入设计、量子阱设计、波导结构的光场设计。结构研究改进就是从这三个方面进行不断优化,发展了非对称宽波导结构,优化了量子阱、量子线、量子点以及光子晶体结构,促进了激光器技术水平的不断提升,使得激光器的输出功率、电光转换效率越来越高,光束质量越来越好,可靠性越来越高。
  .集成封装技术
  激光芯片的冷却和封装是制造半导体激光器的重要环节,而激光器光束整形和激光集成技术是获得千瓦、万瓦级激光的主要途径。由于激光器的输出功率高、发光面积小,其工作时产生的热量密度很高,这对封装结构和工艺提出了更高要求。封装关键技术研究,就是从热、封装材料、应力方面着手,解决热管理和热应力的封装设计,实现直接半导体激光器向高功率、高亮度、高可靠性发展的技术突破。
  .照明监控
  随着人们对安全防范意识的增强,对监控摄像机的要求越来越高,特别是边/海防、森林防火、铁路交通等特殊场合。而激光监控具有探测距离远、可靠性高、功耗小、清晰度高等优点,在长距离监控应用中得到了飞速发展。以940 nm为代表的半导体激光器在高铁、高速公路、森林防火、边海防等领域得到了广泛的应用。


2.半导体型测试仪对酒精的检测

半导体型测试仪对酒精的检测

  酒精测试仪是一种能够检测气体中酒精含量的检测装置,当这一数值超过0.2mg/ml时,交警就可以判定驾驶者实在违规驾驶。

  半导体型酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器,这类半导体器件具有气敏特性,当接触的气体中其敏感的气体浓度增加;

  它对外呈现的电阻值就降低,半导体型呼气酒精测试仪就是利用这个原理做成的。

  这种半导体在不同工作温度时,对不同的气体敏感程度是不同的;

  因此半导体型呼气酒精测试仪中都采用加热元件,把传感器加热到一定的温度,在该温度下,该传感器对酒精具有最高的敏感度。

  所以,可以通过键盘来设定不同环境中酒精浓度的不同阀值。

  如果所检测到的空气中的酒精浓度超过了所设定的阀值,那么单片机将会控制蜂鸣器发出声音报警,用来提示危害。

测试仪
测试仪 半导体型测试仪对酒精的检测_测试仪
3.有关半导体激光器的应用



    半导体激光器是20世纪60年代发展起来的一种激光器,以半导体材料作为工作物质。从20世纪70年代末开始,半导体激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器,另一类是以直接使用输出激光的光功率为目的的功率型激光器。

 


    半导体激光器由光纤耦合半导体激光器模块、合束器件、激光传能光缆、电源系统、控制系统及机械结构等构成,在电源系统和控制系统的驱动和监控下实现激光输出。半导体激光器工作原理是采用注入电流的激励方式,将注入电流的电能通过半导体材料实现电光转换,输出激光。


    半导体激光器可作为光纤激光器、固体激光器的泵浦源,也可用于制作直接半导体激光器,作为光源应用到材料加工、激光医疗、激光雷达等领域。


    随着半导体激光器技术的快速发展和突破,半导体激光器产品质量、波长范围和输出功率正在迅速提高,产品种类日益丰富,应用到激光加工、3D打印、激光雷达、生命科学与健康和红外照明与显示等的许多方面。


    半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点,已经显露出其在激光器领域中的主导地位,成为光电行业中具有发展前途的领域之一。


    半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器,由于它的波长范围宽,制作简单、成本低、易于大量生产,并且由于体积小、重量轻、寿命长,因此,品种发展快,应用范围广,目前已超过300种。


    在产业和技术方面的应用:


    Ⅰ)光纤通信。光纤通信已经成为当代通信技术的主流。半导体激光器是光纤通信系统的唯一实用化的光源。


    Ⅱ)光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器,其最大优点是存储信息量很大。采用蓝、绿激光能够大大提高光盘的存储密度。


    Ⅲ)光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经用于环境气体分析,监测大气污染、汽车尾气等。


    Ⅳ)光信息处理。半导体激光器已用于光信息处理系统。表面发射半导体激光器,二维列阵是光并行处理系统的理想光源,可用于光计算和光神经网络。


    Ⅴ)激光微细加工。借助于Q 开关 产生的高能量超短光脉冲,对集成电路进行切割、打孔等。


    Ⅵ)激光 报警器 。半导体法庭光报警器的用途甚广,包括防盗窃案报警、水位报警、车距报警等。


    Ⅶ)激光机打印机。高功率半导体激光器已经用于激光打印机,采用蓝、绿激光能够大大提高打印速度和分辨率。


    激光应用需求的不断提高,对半导体激光器的要求也越来越高,主要体现在以下几个方面:


    提高输出功率,开发高功率的二维或者三维列阵,以满足工业加工等领域对功率的需求;


    提高电光转换效率,实现激光系统的小型化和高效化,较少散热压力,降低成本;


    提高光束质量;


    提高可靠性,即在高峰值功率和极其恶劣的环境中也能自由使用,如满足空间航天飞行器在辐射大、温差大环境中使用。


    半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术。半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用,形成了广阔的市场。






4.一体化半导体藕合激光电源

武汉泰伦特世纪科技有限公司设计的一体化半导体藕合激光电源,是集半导体激光驱动电源、TEC温度控制电源、光功率探测模块于一体的多功能电源。半导体激光驱动电源:

引进目前国际先进的半导体激光电源技术,选用优质元器件生产。具有输出噪声小、恒流特性好、电流稳定、抗干扰能力强等优点,并具有防过冲、反冲和反浪涌的稳压、恒流双重保护电路,保证激光器的稳定工作和使用寿命。

特点:

Ø 半导体激光输电电压0~3V自适应(输出电压可定制)

Ø 输出最大电流200mA/500mA/1000mA/2000mA

Ø 高稳定、低噪声,控制精度为±50μA,电流纹波<5 μA。 

Ø PD电流监测功能

Ø 设有缓上电保护、软启动保护、欠电压和失电保护、过流保护、过热保护、外控保护及故障状态锁定等多重保护功能,

Ø 内控、外控模式可选

Ø 显示参数:激光工作电流、激光背光电流、激光工作效率

TEC温度控制电源:

采用现代较新电力电子器件和高速数字微处理器程序控制技术,以及PWM调制、双向电源、PID调节技术,具有优良的电压、电流输出特性,开关机时无过冲、反冲、浪涌现象,并带有过流、过压、过温、欠温等保护电路,以及RS232远程控制接口。

特点:

Ø 智能无级调温,双向温度控制

Ø 温度控制精度为±0.1度(TEC-5V/3A)

Ø 工作温度可任意设置(常规在5℃~45℃之间选择)

Ø 工作温度超过上限、下限(软件设定)时报警

Ø 工作电流电压超上限、下限(软件设定)时报警

Ø 用户可以修改温度PID反馈参数

Ø 恒温模式:双向冷热恒温

Ø 具有过流、过压、过热等保护

Ø 具有硬件过温、欠温等保护电路

Ø 显示参数:TEC工作电流、TEC工作电压、设定温度、控制温度

 P、I、D参数等

光功率探测模块:

采用了精确的软件校准技术,可测量不同波长的光功率,具有好的性价比。具有超高灵敏度,超大动态范围,配有大面积PIN管,可靠性是光电器件、光无源器件、光纤、光缆、光纤通信设备的测量,以及光纤通信系统工程建设和维护的必备测量工具。

特点:

Ø 探测器安装前面板处,测试更加便捷

Ø 高速、高精度测量

Ø 8段的线性化处理提高了检测的准确性和可靠性

Ø 大动态范围 

Ø 超高灵敏度

Ø 多量程选择

Ø 后面板同步线性电压输出接口,便于测试分析

Ø 显示参数:光功率





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