可见光：
GaAs衬底
InGaN/ GaAs 480~490nm 蓝绿光
InGaAlP/GaAs 630~680nm
AlGaAs/GaAs 720~760nm
近红外长波长： GaAs衬底 AlGaAs/GaAs 760~900nm InGaAs/GaAs 980nm
远红外长波长： InP衬底
受激光辐射（半导体激光器）
在材料设计时，考虑将p区和n区重掺杂等工艺，使得辐射光严 格在pn结平面内传播，单色性较好，强度也较大，这种光辐射叫 做受激光辐射。
法布里-珀罗谐振腔 (形成相干光)
垂直于结面的两个平行的晶体解理面形成法布里-珀罗 谐振腔 ，两个解理面是谐振腔的反射镜面。在两个端 面上分别镀上高反膜和增透膜，可以提高激射效率。
半导体激光器的应用
• 在产业技术上的应用：
1. 光纤通信。光纤通信已经成为当代通信技术的主流。半导体激 光器是光纤通信系统的唯一实用化的光源； 2. 光盘存取。半导体激光器已经用于光盘存储器，其最大优点就 是存储信息量很大。采用蓝、绿激光能够大大提高光盘存储密度； 3. 光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经用于环境气体分析， 监测大气污染、汽车尾气等； 4. 光信息处理。半导体激光器已用于光信息处理系统。表面发射 半导体激光器，二维列阵是光并行处理系统的理想光源，可用于 光计算和光神经网络。 5. 激光微细加工。借助于Q开关产生的高能量超短光脉冲，对集 成电路进行切割、打孔等。
半导体激光器工作原理及结构
注入式半导体激光器 是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。。
半导体激光器工作原理
工作三要素：
受激光辐射、谐振腔、增益大于等于损耗。
自发光辐射和受激光辐射
自发光辐射（发光二极管）
当给器件加正向偏压时，n区向p区注入电子，p区向n区注入空 穴，在激活区电子和空穴自发地复合形成电子-空穴对，将多余 的能量以光子的形式释放出来，所发射的光子相位和方向各不相 同，这种辐射叫做自发辐射。
半导体激光器的应用
• 在产业技术上的应用：
6. 激光报警器。半导体光报警器的用途甚广，包括防 盗窃报警、水位报警、车距报警等； 7. 激光打印机。高功率半导体激光器已经用于激光灯 打印机，采用蓝、绿激光能够大大提高打印速度和分 辨率； 8. 激光条码扫描器。激光条码扫描器已广泛用于商品 的销售以及图书和档案的管理。
一定波长的受激光辐射在谐振腔内形成振荡的条件: 腔长=半波长的整数倍 L=m(λ/2n)
增益和阈值电流
增益：在注入电流的作用下，激活区受激辐射不断增 强。
损耗：受激辐射在谐振腔中来回反射时的能量损耗。 包括载流子吸收、缺陷散射及端面透射损耗等。
阈值电流：增益等于损耗时的注入电流。
半导体激光器的分类（材料和波究方面应用：
1. 激光手术治疗。半导体激光已经用于软组织切除， 组织接合、凝固和气化。普通外科、整形外科、皮肤 科、泌尿科、妇产科等； 2. 激光动力学治疗。将对肿瘤有亲合性的光敏物质有 选择的聚集于癌组织内，通过半导体激光照射使癌组 织产生活性氧，旨在使其坏死而对健康组织毫无损害； 3. 生命科学研究。使用半导体激光的“光镊”，可以 捕捉活细胞或染色体并移至任意位置，已经用于促进 细胞合成、细胞相互作用等研究。
InGaAsP/InP 1.3um 1.48um 1.55um
输出激光可以是连续的(CW)、准连续(QCW)的和脉冲(Pulse)的。
半导体激光器的应用
随着科学技术的发展，目前半导体激光器的功率可以达到很高的水平， 而且光束质量也有很大提高，因此半导体激光器的应用范围日益扩大， 不仅可以作为光纤通信的光源和指示器，以及通过大规模集成电路平面 工艺组成光电子系统;目前已经扩展到下列应用范围:固体激光器的泵浦、 打印、激光医学治疗和卫星通讯等。由于半导体激光器可以通过改变磁 场或调节电流(热效应)实现波长调谐，且已经可以获得线宽很窄的激光 输出，因此利用半导体激光器可以进行高分辨光谱研究。此外，现在波 长633~635nm的半导体激光器的品种不少，有的质量很好，有可能代替 现有的He-Ne激光器，它可以与打印机、复印机的光导数的光谱性能更 好地匹配，从而促进激光打印机和静电复印机的发展，如果采用适当的 光学系统，进一步改善激光器的光束质量，也有可能使半导体激光器进 入精密计量测试。例如用半导体激光器构成激光干涉仪，例用它的频率 调制特性，可以不用异轨也不数大量干涉条纹就能测量出光程差，从而 可以求出几何长度。总之，半导体激光器随着它本身质量和性能指标提 高，它的应用前景必然是越来越广阔。
半导体、固体激光器
半导体、固体激光器
工作原理及基本结构 器件分类（主要参数） 应用
半导体激光器工作原理及结构
半导体激光器按泵浦方式不同，可以分为注入式激光器、光泵激 光器和电子束泵浦激光器。其中注入式激光器是利用同质结构或 异质结将大量的过剩载流子(电子一空穴对)注入激活区以形成集 居数反转。这类激光器由于容易实现电流直接调制输出，因此它 是目前使用最为广泛的一种半导体激光器，所以接下来我们来着 重介绍一下注入式半导体激光器的工作原理。
固体激光器基本原理及基本结构
半导体激光器的应用
• 在军事上的应用：
1. 激光引信。半导体激光器是唯一能够用于弹上引信的激光器。 激光近炸引信能够准确的确定起爆点，并有很好的电磁干扰能力， 已在多种导弹和炸弹上使用； 2. 激光制导。它使导弹在激光射束中飞行直至摧毁目标； 3. 激光测距。主要用于反坦克武器以及航空、航天等领域； 4. 激光雷达。高功率半导体激光器已用于激光雷达系统。小型激 光雷达已用于常规兵器的自动目标识别和瞄准修正系统、机器人 视觉系统和自主飞行器控制系统。 5. 激光模拟。这是半导体激光器用于军事训练和学习的技术，通 过调节射束的方位来模拟任何武器特征的目的，已经成功的模拟 了步枪、火炮等。