半導(dǎo)體激光器正常工作需要哪幾個(gè)必須條件？

來源：閱讀：892 發(fā)布時(shí)間：2022-03-10 10:08:13

半導(dǎo)體激光器是一種小型化激光器，使用半導(dǎo)體材料作為其工作物質(zhì)，所用的半導(dǎo)體材料主要是幾種典型的化合物，如:砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)等類似的物質(zhì)。

根據(jù)激勵(lì)方式的不同，可分為不同的類型，光泵式、電注入式等。目前市場上的半導(dǎo)體激光器以電注入式的居多。

半導(dǎo)體激光器的正常工作需要幾個(gè)必須的條件。光學(xué)諧振腔、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，一定的閾值增益條件。

1、實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)可以有不同的方法，比如：光激勵(lì)、電流激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)等。其中，電流激勵(lì)是一種簡單、高效而且易于實(shí)現(xiàn)全固態(tài)封裝的方式，所以通常被廣泛采用。

2、需要形成一定激光振蕩才能實(shí)現(xiàn)激光輸出，即為受激輻射多次反饋得到相干受激輻射，半導(dǎo)體激光器諧振腔的形成就是利用與其工作介質(zhì)垂直的反射鏡。基于能帶理論，電子發(fā)生躍遷而使得光子發(fā)射，可以在諧振腔中振蕩而產(chǎn)生激光。

3、穩(wěn)定振蕩的形成，需要提供足夠大增益的激光媒介來補(bǔ)償激光在諧振腔中振蕩和輸出過程中產(chǎn)生的損耗，也即給正向偏執(zhí)的 PN 結(jié)提供充分的載流子注入，使得電子與空穴處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)的粒子數(shù)比較多，從而得到足夠大的增益。其中關(guān)鍵的一個(gè)條件就是電流閾值。驅(qū)動(dòng)電流保持在閾值之下時(shí)，半導(dǎo)體激光器和普通發(fā)光二極管一樣發(fā)出光，而當(dāng)電流超過這個(gè)值的時(shí)候，就會(huì)使得相應(yīng)波長的激光在諧振腔內(nèi)多次反饋放大，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)的輸出激光。