半導(dǎo)體激光器又稱為激光二極管(LD，LaserDiode)，是采用半導(dǎo)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(dǎo)體激光器的工作原理：
通過一定的激勵方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶(導(dǎo)帶與價帶)之間，或者半導(dǎo)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(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。
半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體面結(jié)型二極管，沿正向偏壓注入電流進(jìn)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(dǎo)體激光器一般用N型或者P型半導(dǎo)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(jìn)行激勵。
光泵浦激勵式半導(dǎo)體激光器一般用N型或P型半導(dǎo)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(dǎo)體激光器件中，性能較好、應(yīng)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(dǎo)體激光器。
半導(dǎo)體光電器件的工作波長與半導(dǎo)體材料的種類有關(guān)。半導(dǎo)體材料中存在著導(dǎo)帶和價帶，導(dǎo)帶上面可以讓電子自由運(yùn)動，而價帶下面可以讓空穴自由運(yùn)動，導(dǎo)帶和價帶之間隔著一條禁帶，當(dāng)電子吸收了光的能量從價帶跳躍到導(dǎo)帶中去時就把光的能量變成了電，而帶有電能的電子從導(dǎo)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(dǎo)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(dá)到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設(shè)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(dǎo)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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