半导体激光器的概述及原理

半导体激光器概况

半导体激光器又叫激光二极管，目前在光电子器件中应用最为广泛。早在上个世纪末，半导体激光器大批量应用于音响演放器。从那之后，半导体的材料生长技术迅速发展、产品的生产效率得到了显著提高，与此同时其性价比大大提升，半导体激光器的应用渐渐在各个方面都得到了体现，诸如光驱驱动、激光打印、可擦除光存储驱动、光纤通信、条型码扫描、娱乐表演，以及军事航空应用比如照明器、军训模拟装置、测距装置等。不管是什么产品，其开发必须与市场导向相一致，半导体激光器也不例外。比如说在军事应用、数字通信和计算机应用领域都和市场规律相适应，其市场和技术的发展持续保持高速增长的势头。半导体激光器的芯片外延生长技术，由早期的发展到现在普遍釆用的和，外延材料也随之由体材料演变到量子讲或超晶格的能带工程材料。工作温度、响应频率、阈值电流、输出功率等半导体激光器的一些主要性能参数大幅度改进，新型器件多种多样。面为了达到大容量的信息存储，宽带化的信息传输，高速化的信息处理，以及武器装备的高精度和小型化，借助于一系列先进技术半导体激光器将会继续高速发展。以为衬底外延制作而成的半导体激光器非常实用，是目前市场上用量最大的器件，其波长在635--980nm之间。

半导体激光器原理

激光是一种相千光福射，具有高亮度，好的单色性和方向性，能量密度高等特点。作为新一代激光器，半导体激光器以其独特的优势、广泛的应用空间和迅猛的发展速度成为了激光器的重要组成部分。其原理为在半导体激光器的结内注入大量的非平衡载流子，并在结两端施加正向偏压使其反转分布，产生大量高能的光子从而产生足够大的光增益，再通过激光器前后两个解理面作为谐振腔端面是受激福射在其中多次反馈进而产生激光。半导体的发展主要经历了三个阶段，早期材料单一结构单一的同质结激光器；材料上加以改进的单异质结、双异质结激光器；材料及结构都有较大改进的量子讲、量子点以及量子级联激激光器，这类激光器是现阶段的研究热门。激光器器件的可靠性大大提升，在连续运作下寿命可达百万小时，阈值电流密度从幵始的十万级降至现在的百级，输出功率可覆盖毫瓦至百瓦级别；输出波长的覆盖范围很宽，可由中远红外至紫外。由于半导体激光器具有轻便小巧，效率高和易集成等独特优点，在各领域都有着很大的应用潜力，因此引起了广大科研人员的高度重视。

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