半導體激光器又稱為激光二極管(LD，LaserDiode)，是采用半導體材料作為工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射的一類激光器。常用材料有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦激勵三種形式。
半導體激光器的工作原理：
通過一定的激勵方式，在半導體物質(zhì)的能帶(導帶與價帶)之間，或者半導體物質(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)，當處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復合時便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。
半導體激光器的激勵方式主要有三種：電注入式、電子束激勵式和光泵浦激勵式。電注入式半導體激光器一般是由GaAS(砷化鎵)、InAS(砷化銦)、Insb(銻化銦)等材料制成的半導體面結(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。電子束激勵式半導體激光器一般用N型或者P型半導體單晶(PbS、CdS、ZhO等)作為工作物質(zhì)，通過由外部注入高能電子束進行激勵。
光泵浦激勵式半導體激光器一般用N型或P型半導體單晶(GaAS、InAs、InSb等)作為工作物質(zhì)，以其它激光器發(fā)出的激光作光泵激勵。
目前在半導體激光器件中，性能較好、應用較廣的是：具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電注入式GaAs二極管半導體激光器。
半導體光電器件的工作波長與半導體材料的種類有關(guān)。半導體材料中存在著導帶和價帶，導帶上面可以讓電子自由運動，而價帶下面可以讓空穴自由運動，導帶和價帶之間隔著一條禁帶，當電子吸收了光的能量從價帶跳躍到導帶中去時就把光的能量變成了電，而帶有電能的電子從導帶跳回價帶，又可以把電的能量變成光，這時材料禁帶的寬度就決定了光電器件的工作波長。
半導體激光器的主要參數(shù)：
波長nm：激光器工作波長，例如405nm、532nm、635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm。
閾值電流Ith：激光二極管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對小功率激光器而言其值約在數(shù)十毫安。
工作電流Iop：激光二極管達到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。
垂直發(fā)散角θ⊥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)垂直方向張開的角度，一般在15°～40°左右。
水平發(fā)散角θ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向張開的角度，一般在6°～10°左右。
監(jiān)控電流Im：激光二極管在額定輸出功率時在PIN管上流過的電流。
半導體激光器主要向兩個方向發(fā)展：一類是以傳遞信息為主的信息型激光器；另一類是以提高光功率為主的功率型激光器。
更新時間：2022-06-10
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