半導(dǎo)體激光器是指以半導(dǎo)體材料為工作物質(zhì)的激光器，又稱半導(dǎo)體激光二極管(LD)，是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種激光器。半導(dǎo)體激光器的工作物質(zhì)有幾十種，例如砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)等，激勵方式主要有電注入式、光泵式和高能電子束激勵式三種。

半導(dǎo)體激光器的的分類

半導(dǎo)體激光器的的分類標(biāo)準(zhǔn)很多，因此根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，其分類情況也各不相同，從材料、激射波長、激光器的結(jié)構(gòu)、輸出功率、應(yīng)用領(lǐng)域來對激光器進(jìn)行分類如下：

1、按波長分類

按激射的波長劃分，半導(dǎo)體激光器可分為可見光激光器、紅外波長激光器和遠(yuǎn)紅外波長激光器三大類。可見光激光器有發(fā)紅光的AIGaAs激光器(720～760nm)和InGaAIP激光器(630～680nm)，發(fā)藍(lán)綠光的InGaN激光器(400～490nm);紅外波長激光器有0.98μm、1.3μm、1.48μm和1.55μm的GalnAsP激光器;遠(yuǎn)紅外波長激光器有InGaAs/AIAsSb量子級聯(lián)(QC)激光器等。

2、按輸出功率分類

按輸出功率的大小來分，半導(dǎo)體激光器可分為小功率(1～10mW)激光器和大功率(1～10W，甚至100W、1000W或更大)激光器。如按應(yīng)用領(lǐng)域來分，半導(dǎo)體激光器則可分為傳感用激光器、光盤存儲用激光器、光纖通信用激光器、軍事用激光器等。

3、按輸出方式分類

半導(dǎo)體激光器按照激光輸出的形式劃分可分為：模塊捆綁式輸出半導(dǎo)體激光器、插拔式輸出半導(dǎo)體激光器、光纖輸出半導(dǎo)體激光器和窗口輸出半導(dǎo)體激光器等。

4、按材料分類

按半導(dǎo)體激光器有源區(qū)的材料來分，大致可以分為三類。第一類是m-V族材料激光器，如AIGaAs、GaInAsP、GaInAIP、InGaN、GaN等：第二類是III-IV族材料激光器，如ZnSSe、Zn0等;第三類是硅基材料激光器，是用金屬鍵合、異質(zhì)結(jié)外延、直接生長等方式，把GaInAsP、GalnAIP或InP材料生長在Si基芯片上。在實際的應(yīng)用中，研究和生產(chǎn)開發(fā)較多的是AIGaAs、GalnAsP和GalnAIP激光器。

5、按結(jié)構(gòu)分類

半導(dǎo)體激光器按結(jié)構(gòu)不同，通常有幾種分類方式。如按有源區(qū)種類的不同，半導(dǎo)體激光器可分為同質(zhì)結(jié)激光器、單異質(zhì)結(jié)激光器、雙異質(zhì)結(jié)激光器、大光腔激光器、分別限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)激光器、單量子阱激光器、多量子阱激光器、量了線激光器和量子點激光器。

6、按應(yīng)用領(lǐng)域分類

半導(dǎo)體激光器按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分可分為：航空航天、材料加工、生物化學(xué)、光纖通信、激光打印、光盤存儲、光傳感、醫(yī)療、軍事領(lǐng)域等方面。

半導(dǎo)體激光器的優(yōu)缺點

半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點：

1、體積小、重量輕：幾乎所有的半導(dǎo)體激光器其器件本身體積大小都在lmm3以下，非常小。即使包括必要的散熱片和電源裝置也能夠成為尺度非常小的小型系統(tǒng)。

2、可注入激勵：僅用幾伏的電壓注入毫安級的電流就能夠驅(qū)動。除電源裝置以外不需要其它的激勵設(shè)備和部件。電功率直接變換成光功率，能量效率高。

3、室溫下可連續(xù)振蕩：在室溫附近的溫度范圍內(nèi)大多數(shù)半導(dǎo)體激光器能夠連續(xù)振蕩。

4、波長范圍寬：適當(dāng)?shù)倪x擇材料和合金比，在紅外和可見光很寬的波長范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)任意波長的激光器。

5、可直接調(diào)制：把信號重疊在驅(qū)動電流上，在直流到G赫茲范圍內(nèi)，可以調(diào)制振蕩強(qiáng)度、頻率和相位。

6、相干性高：用單橫模的激光器可以得到空間上相干性高的輸出光。在分布反饋型(DFB)和分布布拉格反射型(DBR)激光器中能夠得到穩(wěn)定的單縱模激射，得到時間上的高相干性。

7、能夠產(chǎn)生超短脈沖：采用增益開關(guān)和鎖模等方法，以簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠獲得從納秒到皮秒的超短脈沖。

8、可批量生產(chǎn)：由于是小型、層狀結(jié)構(gòu)，可以用光刻和平面工藝技術(shù)制作，適宜于大量生產(chǎn)。

9、可靠性高：由于是單片狀，所以具有牢固的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

10、可單片集成化：能夠把同種半導(dǎo)體激光器集成在同一襯底上。

半導(dǎo)體激光器的缺點：

1、溫度特性差：半導(dǎo)體激光器工作特性與溫度有顯著的關(guān)系，環(huán)境溫度變化可以引起激射頻率、閾值電流、輸出光功率等變化。

2、容易產(chǎn)生噪聲：因為是利用高濃度的載流子，所以載流子的起伏會影響有源區(qū)的折射率;諧振器的長度短，還采用了低反射率的端面鏡子。所以激光振蕩容易受到外部回光的影響。

3、輸出光發(fā)散：輸出光由端面以放射形式發(fā)出成為發(fā)散光。要獲得平行光束必須要有外部透鏡。

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