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外腔半导体激光器（External-cavity Diode Lasers）

更新时间：2024-11-23 15:57:41

分类: 光电器件

简称: ECDL

定义: 非单片二极管激光器，其中激光腔（谐振器）由外部光学元件完成

5-7W紫外DPSS激光源

类别：激光器模块和系统

外腔半导体激光器（External-cavity Diode Lasers）详述

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1. 诞生背景

外腔半导体激光器（External-cavity Diode Lasers）是在半导体激光器的基础上发展起来的一种新型激光器。它的诞生主要是为了解决单片二极管激光器在谐振器设计上的局限性。在传统的半导体激光器中，谐振器由半导体材料自身形成，这种设计虽然简单，但是在激光器的性能上存在一定的限制。为了突破这些限制，研究人员提出了外腔半导体激光器的设计方案，即通过外部光学元件来完成激光腔的构建。

2. 相关理论或原理

外腔半导体激光器的工作原理主要基于半导体的光电效应和受激辐射原理。当电流通过半导体材料时，会产生电子和空穴的复合，这个过程会释放出光子，这就是半导体的光电效应。而当这些光子通过半导体材料时，会引发更多的电子和空穴的复合，释放出更多的光子，这就是受激辐射原理。在外腔半导体激光器中，通过外部光学元件的反射和透射，可以形成一个稳定的激光腔，从而实现高效的光电转换和受激辐射。

3. 重要参数指标

外腔半导体激光器的重要参数指标主要包括工作波长、输出功率、线宽、相位噪声、侧模抑制比等。其中，工作波长主要取决于半导体材料的能带结构和外腔的设计；输出功率主要取决于电流的大小和半导体材料的光电转换效率；线宽主要取决于激光腔的Q值和激光器的工作稳定性；相位噪声主要取决于激光器的工作稳定性和外腔的设计；侧模抑制比主要取决于外腔的设计和激光器的工作稳定性。

4. 应用

外腔半导体激光器因其独特的性能特点，被广泛应用于光纤通信、光学测量、生物医学、材料加工等领域。在光纤通信中，外腔半导体激光器可以提供高质量的激光信号，提高通信的速率和质量；在光学测量中，外腔半导体激光器可以提供稳定的激光源，提高测量的精度和稳定性；在生物医学中，外腔半导体激光器可以提供高质量的激光束，用于疾病的诊断和治疗；在材料加工中，外腔半导体激光器可以提供高功率的激光束，用于材料的切割和焊接。

5. 分类

根据外腔的设计和结构，外腔半导体激光器可以分为Littrow型、Littman-Metcalf型、V型、Z型等。其中，Littrow型和Littman-Metcalf型是最常见的两种类型，它们的主要区别在于反射镜的设计和位置。Littrow型的反射镜位于激光腔的一端，而Littman-Metcalf型的反射镜位于激光腔的两端。

6. 未来发展趋势

随着科技的发展，外腔半导体激光器的性能将得到进一步提高，应用领域也将进一步扩大。在未来，我们可以期待更高功率、更窄线宽、更低噪声的外腔半导体激光器的出现。同时，随着新材料、新工艺的发展，外腔半导体激光器的制造成本也将进一步降低，使其在更多的领域得到应用。

7. 相关产品及生产商

目前市场上的外腔半导体激光器产品主要来自Thorlabs、Coherent、Newport等知名厂商。这些厂商提供的外腔半导体激光器产品种类丰富，性能优良，能满足不同应用领域的需求。

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