为什么半导体激光器的诞生才使光纤得到的重视

为什么半导体激光器的诞生才使光纤得到的重视,第1张

光纤是用来传导光的,现在最重要的应用领域就是光通讯,编码器先根据数字信号对激光进行编码,然后通过光纤传输到目的地,再由解码器把光信号解读成数字信号。

到目前为止,按主要工作原理,可以把激光器分类为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、化学激光器、自由电子激光器。最先被发明出来的是固体激光器。但是这种激光器并不适用于光纤通讯。因为固体激光器普遍体积较大,而光通讯要求的是小巧轻便,以便与极细的光纤进行耦合。而且那个年代固体激光器发射的激光波长与光纤的最佳窗口波长1310nm、1550nm也不吻合。所以很难与光纤搭配应用。

而半导体激光器出现以后,人们就发现,原来它跟光纤才是绝配。半导体激光器是电泵浦,不需要泵浦光源,通俗点说就是插上电就能亮。半导体激光器功率虽小,但是功率效率较高,激光阈值很低,用很少的电能就可以驱动,光纤通讯本身也不需要太强的激光功率。而且半导体激光器可以很小很小,1厘米上可以做几十个,也就是说信号通量可以做到很大。再有就是半导体激光器的发光波长取决于其中发光二级管的材料,而通过合适的选材和掺杂,正好可以做成1310和1550纳米波长的。这些特点使得它与光纤可以很好地契合在一起,在光通讯领域大展拳脚。也正是因为半导体激光器的出现,光纤才真正应用在实用领域。

半导体材料就是所谓的单晶硅。单晶硅就是晶体类型唯一的硅晶体。我们平时遇到的物体比如铁块,看上去方方正正的,但是微观上它是多种晶体类型混在一起的。生活中的晶体一般都是多晶型的。而制作半导体器件用的硅应为工业的要求必须是单一晶型的。制作太阳能电池的单晶硅要求低一些,纯度6个9,也就是小数点后6个9。而制作集成电路板的单晶硅要求高一点,至少是9个9。 光导纤维就是我们说的光纤,光纤传导是下一代传导主流。主要材料是二氧化硅,其实就是类似我们的玻璃,把它做成很细很细的丝状。玻璃的透光性很好。 我就是学半导体材料的,而且主要是单晶硅。看到了就顺便把我知道的告诉你。我也是刚刚步入这个专业,知道的还不太深,反正大致就是这个意思了。


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