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半導(dǎo)體激光器的主要原理講述

閱讀：2575 發(fā)布時間：2023-3-13
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半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，不同種類產(chǎn)生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質(zhì)有砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。半導(dǎo)體激光器件，可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光器和單異質(zhì)結(jié)激光器在室溫時多為脈沖器件，而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時可實現(xiàn)連續(xù)工作。
半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶（導(dǎo)帶與價帶）之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級之間，實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導(dǎo)體激光器的激勵方式主要有三種，即電注入式，光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導(dǎo)體激光器，一般是由砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等材料制成的半導(dǎo)體面結(jié)型二極管，沿正向偏壓注入電流進行激勵，在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射。光泵式半導(dǎo)體激光器，一般用N型或P型半導(dǎo)體單晶做工作物質(zhì)，以其他激光器發(fā)出的激光作光泵激勵。高能電子束激勵式半導(dǎo)體激光器，一般也是用N型或者P型半導(dǎo)體單晶做工作物質(zhì)，通過由外部注入高能電子束進行激勵。在半導(dǎo)體激光器件中，性能較好。
半導(dǎo)體激光器具有高速調(diào)制、功率穩(wěn)定、線寬窄、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動電路集成化的特點，光束質(zhì)量和調(diào)制性能，廣泛應(yīng)用于：科學(xué)研究，工業(yè)儀器開發(fā)、OEM系統(tǒng)集成，此外，尾纖激光器、外部光纖耦合模塊、小型激光器可供選擇。半導(dǎo)體激光器是激光器中可以說是重要的激光器種類，也廣泛應(yīng)用于印刷業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
半導(dǎo)體激光器的光功率是指在規(guī)定驅(qū)動電流條件下輸出的光功率，該指標(biāo)直接與工作電流對應(yīng)，這體現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器的電流驅(qū)動特性，連續(xù)驅(qū)動條件，輸出功率就是連續(xù)光功率，如果是脈沖驅(qū)動條件，輸出的光功率可用峰值功率或平均功率來衡量。激光器的中心波長是指激光器所發(fā)光譜曲線的中心點所對應(yīng)的波長，通常用該指標(biāo)來標(biāo)稱激光器的發(fā)光波長。

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