关于半导体激光器作者摘要：目前半导体激光器发展非常快。
随着技术的成熟，半导体激光器的应用也越来越广泛。
本文主要分析半导体激光器的国内外发展现状，总结其原理、应用。
评估半导体激光在未来的发展。
关键词：半导体激光器原理与应用未来前景Abstract:Nonadays,the semiconductor laser develop very fast.with the technology becomed more and more adultness, the semiconductor laser was application in kinds of filed.This essay analysis the semiconductor laser statu of develop in home and foreige,at the same time ,summarizing its principle and applicat- Ion.estimating the semiconductor laser develop in future.Keywords:the semiconductor laser principleand application the prospest国内外发展状况：相对于固体激光器和气体激光器来说，半导体激光器真可谓是姗姗来迟，但是它具有效率高、体积小、寿命长、成本低、等优点，目前在激光器领域中已占据一半以上的市场份额，而且还在不断扩大，大有取代传统激光器的趋势[1]。
半导体激光是目前各种激光中发展最快的，它占有激光市场的最大份额。
半导体激光器又称为二极管激光器（LD），随着生长技术的进步、器件量产化能力的提高、性能的改善及成本的下降 , LD 陆续扩展到许多其它应用领域,包括 CDROM驱动、激光打印、可擦除光存储驱动、条码扫描、文娱表演、光纤通信 ,以及航空和军事应用如军训模拟装置、测距机、照明器、CI等。
由于LD的开发始终与迅速增长的用户终端和消费市场 , 尤其是与计算机、通信技术和军事应用市场紧密结合 ,其技术和市场一直呈现高速增长趋势。
在国外各大电子、半导体公司纷纷投入巨资在研究半导体激光器方面，也收到了良好的效益。
1995 年12 月,索尼、菲力浦、Time Warner、东芝与松下、日立、三菱、胜利、先峰 ,以及后来参加的 ThomsonCSF 就通用型 DVD 的标准细节达成最后协议,这不仅掀起一场音像市场的革命,更为红光 LD的生产开辟了巨大的潜在市场。
目前主要分为大功率LD和小功率LD。
用于信息技术领域的小功率LD发展极快。
大功率 LD 研制生产水平最高的是美国的，SDL 和 Optical Power 公司。
它们提供的大功率器件占世界市场的 60 % 以上。
高效率、高功率LD及其列阵的迅速发展也为全固化激光器，亦即半导体激光泵浦(LDP)的固体激光器的迅猛发展提供了强有力的条件。
LD 泵浦的固体激光器应用市场年增长率达80%以上, 1996年民用市场为3114台, 1997年增长到4753台,产值分别达到5298万美元和87721万美元。
军用市场的产量少于民品,但产值较高,因军用器件功率和可靠性等要求高于民品。
同时，光纤系统在中短距离和中容量的巨大市场 ,半导体器件市场潜力很大。
在军用上,主要是成像雷达、激光测距1500 m 左右、武器引爆、武器模拟和卫星之间的大气通信等。
在民用方面,材料加工和印刷以及医疗是增长最块的市场,年增长率在 50 %左右。
所以说, 800 nm 波长大功率LD是整个半导体激光市场上最耀眼的明星,子阱LD最早实用化的波长区[2]。
原理或机理。
半导体激光二极管是把电能转换为光能的器件，半导体物理发展的最新成果，采用了量子阱(Q W)和应变量子阱(SL-QW)等新颖性结构，引进了折射率调制Bragg发射器以及增强调制Bra -gg发射器最新技术，同时还发展了MBE、MOC -VD及CBE等晶体生长技术新工艺，使得新的外延生长工艺能够精确地控制晶体生长，达到原子层厚度的精度，生长出优质量子阱以及应变量子阱材料。
半导体激光器的工作原理：半导体激光器基本结构[3]：图1-1 半导体PN结PN结LD的特点：阈值电流高，常温下不能连续工作。
激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。
必须满足以下基本条件。
1.有源区载流子反转分布。
2.谐振腔：使受激辐射多次反馈，形成振荡。
3.满足阈值条件，使增益>损耗，有足够的注入电流。
谐振腔的三功能：光放大、频率选择、正反馈。
阈值条件：增益必须大于损耗；图1-1 受激辐射受激辐射：在高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称为受激辐射。
粒子数反转分布：粒子数反转分布是产生激光的必备条件。
图1-2 粒子数反转分布光增益：光学谐振腔的正反馈，使受激辐射得到放大。
图1-3 光学谐振腔半导体激光器的应用：目前半导体激光器的应用非常广泛：包括军用、商用、民用。
军用方面[4]：半导体激光雷达：早在70年代，半导体激光雷达采用合作目标探测，就已用于舰船入港时避障和防撞，空间会合和高速或超高速干道上车辆的测距。
例如美国国际电话公司在1967 年就研制出了第一代用于飞船交会制导的GaAs 扫描激光雷达，1977年研制出了第二代，作用距离90km，这种飞船载雷达机动性好，总重量为18kg。
半导体激光雷达已用于卫星对接系统，该雷达系统由几个子系统组成，一部分安装在第一卫星上，另一部分安装在第二个卫星上。
此外，在1977年之前美国就开发出了一种便携式GaAs激光雷达，它用GaAs激光器照明。
半导体激光雷达曾用于直升机在甲板上的起降控制和防止直升机夜间飞行中与沙丘碰撞。
研制这种半导体激光雷达有美国Laser Technology和Laser Atlata等公司。
此外，美国的休斯公司、Schwatz 公司、Sparta公司、洛雷尔系统公司以及法国的汤姆逊公司等在80年代末至90年代初还分别研制出半导体激光成像雷达，用于战场侦察、低空飞行器下视和防撞以及主动激光制导等。
新型半导体激光雷达除了具备上述半导体激光雷达的优点外，还具备以下特性；（1）与被动探测（红外系统）相结合；（2）多种成像功能，包括强度成像、距离成像和速度成像；（3）具有先进的实时图像处理功能，包括各种成像的综合、图像跟踪和目标的自动识别等。
半导体激光测距：二极管激光测距仪开发较早，小于1km测量距离的商用测距仪已达到实用水平，用于测距报警系统、航海浮标测距、集装箱检查等。
GaAs激光测距仪以数千次/s 的脉冲重复频率工作，在距离几公里内精度可达几厘米。
随着半导体激光泵浦固体激光器的发展，美国麦道公司已将它引入军事市场，1990 年初开始在F / A -18 战斗机上进行试验，1991 年春季投入生产。
用气冷的激光二极管泵浦Nd；YAG ，输出波长为 1.064µm或532nm ，脉冲能量达200mJ ，工作温度-35 ℃～+60 ℃，该装置的重量为4 .5kg - 5 .7 kg。
半导体激光制导跟踪：激光制导跟踪在军事上具有十分广泛的应用，一种方法是光纤制导通过一根放出的光纤把传感器的信息传送到导弹控制器，观察所显示的图像并通过同一光纤往回发送控制指令，以达到控制操纵导弹的目的。
半导体激光瞄准和告警：瞄准具有两类。
一类以发射红外激光的GaAs激光器为基础，士兵须佩戴夜视镜才能看到目标上的激光光斑，以解决夜间士兵的瞄准射击问题。
另一类激光瞄准具是以发射红色激光和可见光的半导体激光器为基础。
美国激光装置公司在80年代推出的FA-4型激光瞄准具，重量仅99g，长11.4cm，该瞄准具可装在手枪上。
半导体激光引信：半导体激光器是唯一能用于弹上引信的激光器，激光近炸引信可以准确地确定起爆点，使弹头适时起爆，激光发射装置与接收装置均置于弹的头部，当弹丸接近目标到最佳炸点时，反射激光信号强度就达到一定程度，使执行机构执行起爆任务，保险和自炸机构是引信独有的，炸弹一旦未捕获或失丢目标以及引信失灵后，自炸机构可以引爆弹丸自毁。
半导体激光武器模拟：激光模拟主要是以半导体激光为基础发展起来的新型军训、演习技术。
通过调节激光射束、周期和范围以达到模拟任何武器特征的目的。
军用光纤陀螺：光纤陀螺技术是军用光纤领域中用途最广，对目标监视和测量方面不可缺少的技术手段。
光纤陀螺仪由于其精度高、质量轻、可靠性优于机械陀螺和激光陀螺，在军用民用光纤通信、光纤制导导弹、制导鱼雷、发射遥控飞行器和布雷等方面不可缺少，其中声响用于反潜武器，旋转用于改善战术导弹和飞机的惯性导航系统，以加强地面或空中发射的巡航导弹及空-地、地-空导弹的性能。
半导体激光器的民用、商用：半导体激光器还广泛应用于电子元器件、手机通讯、钟表眼镜、汽车摩托车配件、塑料按键、五金、餐具、五金工具、仪表、卫浴洁具、医疗器械、工艺品、PVC管材、家用电器、标牌和包装等行业。
在光纤通信中，由于激光是相干光，是比较理想的光源。
而且尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤尺寸适配，可直接调制，相干性好。
适用于高效率、大容量的光纤通信系统。
1978年，半导体激光器开始应用于光纤通信系统，半导体激光器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。
由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点，所以这类器件的发展，一开始就和光通信技术紧密结合在一起，它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途。
半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展，到如今，它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源.半导体激光器再加上低损耗光纤，对光纤通信产生了重大影响，并加速了它的发展。
因此可以说，没有半导体激光器的出现，就没有当今的光通信。
结束语：本文主要介绍了半导体激光器在国内为的发展情况。
接着描述了半导体激光器的基本原理。
最后介绍了其在军事领域受到重视的程度和在民用市场的特别在通信方面的应用。
显示了半导体激光器的光明前景。
参考文献[1].光电子技术。
姚建铨于意仲编[2].半导体激光器发展现状与趋势何兴仁编[3].半导体激光器的原理及在光纤通信中的应用来自百度文库；[4].半导体激光器在军事领域的应用及研究百度文库。