半导体激光器是什么
发布时间：
2022-06-29 16:37
来源：
半导体激光器是通过半导体加工技术制备的激光发射汉族哈子，但并不是单种半导体材料制成，半导体本身不导电，半导体激光器需要用掺杂让半导体材料分为P区和N区并结合构成P-N接面（Pn结），并以此为工作物质产生激光的一种小型化激光器。
下图是半导体激光器的工作物质和谐振器组成的构造
半导体材料有数十种之多，目前已探明能产生激光的半导体材料有砷化镓（GaAs）、砷化铟（InAS）、锑化铟（Insb）、碲化镉(CdTe)、碲化铅(PbTe) 、硒化铅(PbSe)、硫化镉（CDS）、磷化铟（INP）和硫化锌（ZnS）、铝镓砷（AlGaAs）。
半导体激光器产生激光的原理
选好了工作物质，就需要给工作物质提供外部能量，产生粒子数反转，这是产生激光的前提。半导体激光器获取外部能量的常用方式有
1、电注入
2、光泵浦照射
3、高能电子束激励
主流上为了获取简单、操作方便、能制备小尺寸，激光器激励工作物质的主要方式是选择电注入，P极接正电，N极接负电，在Pn结处形成一个正向的电压，半导体材料内的电子获得能量会挣脱共价键，成为自由电子，原本电子所在的位置会留下空穴，通过以上自发辐射过程产生光子，到这为止的发光原理和结构，都和二极管一样，半导体激光器因此也被叫做激光二极管。
自发辐射产生的光子还是方向随机、波长随机、能量随机的，我们还要进一步引入谐振腔来让激光产生，激光的产生原理是受激辐射，解释起来就是处于高能级的粒子 ，会别外来光子诱导，往低能级跃迁并释放一个和这诱导光子光强一样、波长一样、方向一样的另一个光子，以此实现同波长、同方向的光放大，当然，这个外来光子自身能量要刚好是高能级粒子的能级差（高能级能量-低能级能量），看下图会更好理解。
半导体激光器的特性
半导体激光器可以通过P-I特性曲线来分析激光器质量的好坏，P-I特性曲线给我们展示的是激光光功率与电流之间的变化规律，一般我们认为，阈值电流越低，激光器寿命越长、质量越好，所以P-I特性也是半导体激光器的重要参考指标。
半导体激光器的应用
半导体激光器的应用覆盖了整个自动化领域、雕刻切割等加工领域、光通讯领域，在军事、民生、医疗等方面都大有应用，半导体激光器在功率、波长、能量、寿命、调制速率等方面得到突破，做到了很多原本需要其他激光器才能实现的性能，通过耦合光纤使用，半导体激光器的使用灵活度得到了质的飞跃。
激光的破坏力、准直度、响应速度、精度、都远远的超越了传统工具，我们可以使用激光做很多事情，像是治疗近视、焊接、金属3D打印、水下扫描、天文滤波、精准制导、机器视觉、自动化、照明、氛围营造等等。
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