半导体激光器

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1、半导体激光器摘要半导体激光器是利用半导体中的载流子受激跃迁而引起受激光发射的光振荡器和光放大器的总称，而它作为光电器件的一种，充分体现了光电技术在一领域的应用。是当今光电子科学的核心技术是成熟较早、进展较快的一类激光器，并在诸多领域上有着显著的成果，目前利用这项技术研发的激光光纤取得了辉煌的成绩，同时也应用在激光测距、激光通信、激光模拟武器等。目前已成为各国发展信息、通信、家电产业及军事装备不可缺少的重要基础。半导体激光器的发展史在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学

2、者克耶斯和奎斯特报告了砷化镓材料的光发射现象，这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础，且外观亦与前者类似，因此，半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。半导体激光器的简介半导体激光器是利用半导体中的载流子受激跃迁而引起受激光发射的光振荡器和光放大器的总称。半导体激光器要产生相干辐射，必须具

3、备三个基本条件，即　　（1）产生激光的物质。为了形成稳定振荡，激光媒质必须能提供足够大的增益，使光增益等于或大于各种损耗之和。这就要求有足够强的电流注入，必须满足一定的电流阈值条件。　　（2）粒子数反转分布。即处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多。这是靠给pn结加正向偏压，向有源层内注入必要的载流子来实现的。　　（3）谐振腔。有一个合适的谐振腔使受激辐射在其中得到多次反射而形成激光振荡。谐振腔起到了产生反射、选择波长、形成谐振、发出激光的作用。半导体激光器的定义光电技术作为信息科学的一个分

4、支，它是将传统工学技术、现代微电子技术、精密接卸及计算机技术有机的结合起来，是一种孕育而生的新技术。而半导体激光器作为光电器件的一种，充分体现了光电技术在一领域的应用，它是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件，是用半导体材料作为工作物质的一类激光器，由于物质结构上的差异，产生激光的具体过程比较特殊。半导体激光器的特点　半导体激光器优点是体积小，重量轻，运转可靠，耗电少，效率高等特点。半导体激光器的工作原理通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主

5、或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式.电注入式半导体激光器,一般是由GaAS,InAS(砷化铟),Insb(锑化铟)等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射.光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶做工作物质,

6、通过由外部注入高能电子束进行激励.在半导体激光器件中,目前性能较好,应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器.半导体激光器的应用和发展目前，半导体激光技术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。由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点，所以这类器件的发展，一开始就和光通信技术紧密结合在一起，它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息

7、处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途.半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展，到如今，它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源.半导体激光器再加上低损耗光纤，对光纤通信产生了重大影响，并加速了它的发展.因此可以说，没有半导体激光器的出现，就没有当今的光通信。由于取得了DFB动态单纵模激光器的研制成功和实用化，量子阱和应变层量子阱激光器的出现，大功率激光器及其列阵的进展，可见光激光器的研制成功，面发射激光器的实现、单极性注人半导体激光器的研制等等一系列的重大突

8、破，半导体激光器的应用越来越广泛，半导体激光器已成为激光产业的主要组成部分，目前已成为各国发展信息、通信、家电产业及军事装备不可缺少的重要基础器件.应用实例：1.半导体激光器在半导体激光打标机中的应用：半导体激光器因其使用寿命长、激光利用效率高、热能量比YAG激光器小、体积小、性价比高、用电省等一系列优势而成为2010年热卖产品，e网激光生产的国产半导体激光器的出现，加速了以半导体激光器为主要耗材的