半導(dǎo)體激光特性實(shí)驗(yàn)參考幻燈片

1、1,半導(dǎo)體激光特性實(shí)驗(yàn),2,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)熟悉半導(dǎo)體激光器的光學(xué)特性 掌握半導(dǎo)體激光器耦合、準(zhǔn)直等光路的調(diào)節(jié) 掌握WGD-6光學(xué)多道分析器的使用,3,半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用,體積小，壽命長(zhǎng) 其工作電壓與集成電路兼容，因而可與之單片集成 可用高達(dá)GHz的頻率直接進(jìn)行電流調(diào)制以獲得高速調(diào)制的激光輸出 光通訊、光學(xué)唱片系統(tǒng)、光存儲(chǔ)、光陀螺、激光打印、測(cè)距、光雷達(dá)、紅外夜視儀、報(bào)警器,4,自發(fā)輻射,5,受激輻射,6,一般激光器,激光工作介質(zhì)：氣體、液體、固體、半導(dǎo)體-粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 激勵(lì)源：泵浦、抽運(yùn) 電激勵(lì)：用氣體放電的方法利用具有動(dòng)能的電子激發(fā)介質(zhì)原子 光激勵(lì)：脈沖光源照射工作介質(zhì) 熱激勵(lì) 化學(xué)

2、激勵(lì) 諧振腔：光學(xué)諧振腔放大雪崩,7,半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu),PN結(jié)在n型襯底生長(zhǎng)p型層,材料：GaAs、InP,P、N區(qū)歐姆接觸，使激勵(lì)電流能通過,有源區(qū)，厚度0.2微米，形成介質(zhì)波導(dǎo)共振腔,8,基本結(jié)構(gòu),9,10,伏安特性,11,半導(dǎo)體激光器的P-I特性,閾值,12,橫模,側(cè)橫場(chǎng),正橫場(chǎng),13,偏振度,因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器共振腔面一般是晶體的解里面，對(duì)常用的GaAs異質(zhì)結(jié)激光器的GaAs晶面對(duì)TE模的反射率大于對(duì)偏振方向垂直于波導(dǎo)層的TM模的反射率，因此，半導(dǎo)體激光器輸出的激光偏振度很高,14,縱模特性,法布里-珀羅干涉,15,16,實(shí)驗(yàn)儀器,17,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1、半導(dǎo)體激光器的P-I特性 用半

3、導(dǎo)體激光器LD電源電流表（mA）的注入電流，調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器的準(zhǔn)直透鏡把光耦合進(jìn)光功率指示儀的接收器，用光功率指示儀讀出半導(dǎo)體激光的輸出功率。把半導(dǎo)體激光器注入電流I從0逐漸增加到40mA，觀察半導(dǎo)體激光器輸出功率P的變化，重復(fù)2次，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表，并作出P-I曲線，P為平均功率,18,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,2、半導(dǎo)體激光器的發(fā)散角 半導(dǎo)體激光器置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心，去掉激光器的準(zhǔn)直透鏡，使半導(dǎo)體激光器的光發(fā)射，并平行于旋轉(zhuǎn)臺(tái)面。旋轉(zhuǎn)探測(cè)器測(cè)量不同角度的光功率，記錄光功率指示儀所測(cè)得的輸出值，作出在不同的注入電流時(shí)，其輸出值隨角度的變化曲線。將半導(dǎo)體激光器旋90再測(cè)量側(cè)橫場(chǎng)發(fā)散角，繪制半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性

4、,19,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,3、偏振度 在探測(cè)器前加入偏振片，將偏振片從0旋轉(zhuǎn)到180，每隔10記錄記錄輸出功率，計(jì)算偏振度,20,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,4、光譜特性 將半導(dǎo)體激光器LD（650nm,5mW）的光信號(hào)通過透鏡L耦合進(jìn)WGD-6光學(xué)多道分析器的輸入狹縫SL，讓光學(xué)多道分析器與計(jì)算機(jī)相連，從光柵單色儀輸出的光信號(hào)通過CCD接受放大輸出到計(jì)算機(jī)，通過控制軟件的設(shè)置就繪出半導(dǎo)體激光器的譜線。分析半導(dǎo)體激光器的輸入功率對(duì)光譜的影響,21,S1：入射狹縫 M1：反射鏡 M2：反射式準(zhǔn)光鏡 M3：物鏡 M4：物鏡 G：平面衍射光柵 P：觀察窗口（或出射狹縫,光學(xué)多道分析器原理,22,光柵衍射,光柵方程,k = 0,1,2,3中央k=0,23,24,25,注意事項(xiàng),半導(dǎo)體激光器不能承受電流或電壓的突變，連同好電路后需緩慢注入電流上升不要超過65mA,完后電流調(diào)到最小。 靜電感應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體激光器有影響，如果需要用