半导体激光器原理

作者：zhuwei0710时间：2015-06-30来源：电子产品世界收藏

　　导读：半导体激光器原理听起来很高大上的样子，其实就是激光二极管，是采用半导体材料作为工作物质而产生受激发射的一类激光器。想要更多了解半导体激光器，需要从以下的几个方面，小编和大家一起学习，机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力O(∩_∩)O~

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/276597.htm

1. 半导体激光器原理—简介

　　半导体激光器是指以半导体材料为工作物质的激光器，又称半导体激光二极管(LD)，

　　是20世纪60年代发展起来的一种激光器。半导体激光器具有体积小，重量轻，运转可靠，耗电少，效率高等有点，广泛应用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器(激光笔)，军事领域，如激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、光测距、激光通信电源、激光模拟武器等。

2. 半导体激光器原理—基本结构

　　半导体激光器一种在电流注入下能够发出相干辐射光(相位相同、波长基本相同、强度较大)的光电子器件，其结构如下图所示。外形及大小与小功率半导体三极管差不多，仅在外壳上多一个激光输出窗口。夹着结区的P区与N区做成层状，结区厚为几十微米，面积约小于1mm2。

3. 半导体激光器原理—产生原理

　　半导体激光器是一种相干辐射光源，主要是依靠注入载流子工作的，要使它能产生激光，必须具备三个基本条件：

　　1) 通过高浓度参杂PN结的正向注入形成载流子分布发转，使受激辐射占优势，即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数;

　　2) 有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用，使受激辐射光子增生，从而产生激光震荡;

　　3) 正向电流密度达到或者超过阀值，即增益至少等于损耗，以使光子增益等于或大于光子的损耗。

　　简单来讲，工作三要素：受激光辐射、谐振腔、增益大于等于损耗。

4. 半导体激光器原理—工作原理

　　半导体激光器工作原理是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，产生激光。半导体激光器产生激励的方式主要有以下三种，即电注入式、光泵式和高能电子束激励式：

　　1) 电注入式半导体激光器一般是由GaAS(砷化镓)、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。

　　2) 光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶(GaAS、InAs、InSb等)作为工作物质，以其它激光器发出的激光作光泵激励。

　　3) 高能电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶(PbS、CdS、ZhO等)作为工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。