半导体激光器的工作原理与应用

      半导体激光器俗称激光二极管,是由光纤耦合半导体激光器模块、合束器件、激光传能光缆、电源系统、控制系统及机械结构等构成，在电源系统和控制系统的驱动和监控下实现激光输出。半导体激光器的常用工作物质主要有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。根据不同的工作物质主要有三种激励方式：电注入，pump式和高能电子束激励。

 因为拥有高集成、高速率以及可调谐的发展特征，近年来用于信息技术领域的小功率半导体激光器发展极快，这使激光二极管有了很大的革新与进步。目前，在各国研制项目的支持下，半导体激光器的芯片结构、外延生长和器件封装等激光器技术均有了长足发展，单元器件的性能也实现了重大突破：电光转换效率达70%以上，光束发散角越来越低，采用碳纳米(CN)热沉使激光器的冷却效率提高30%，连续工作寿命长达数万小时。

      半导体激光器具有体积小、重量轻、寿命长、运转可靠性高、能耗低、电光转换效率高、易于大规模生产以及价格较低廉等优点，在CD激光唱片机、光纤通信、光存储器、激光打印机等获得广泛应用，范围覆盖了整个光电子学领域。随着技术的不断发展和突破，半导体激光器正向发射波长更短、发射功率更大、超小型、长寿命的方向发展，以满足各种应用的需要，产品种类日益丰富。在激光加工、3d打印、激光雷达、激光测距、军事、医疗和生命科学等方面也得到了大量应用。另外，通过耦合进光纤进行传输，大功率直接半导体激光器在切割和焊接领域得到了广泛应用。