半导体激光器发光原理及工作原理图解（半导体激光器发光原理及工作原理）

半导体激光器又称激光二极管，是以半导体材料为工作物质的激光器。它具有体积小、寿命长的特点，其工作电压和电流可以通过简单的注入电流的方式来泵浦，与集成电路兼容，因此可以与之单片集成。由于这些优点，半导体二极管激光器被广泛应用于激光通信、光存储、光学陀螺、激光打印、测距和雷达。

激光发光原理

激光应满足以下条件一、粒子数反转；

二、要有谐振腔，可以起到光反馈的作用，形成激光振荡；有多种形式，最简单的是法布里——珀罗谐振腔。

三、产生的激光还必须满足阈值条件，即增益大于总损耗。

(1)满足一定的门槛条件。

为了形成稳定的振荡，激光介质必须能够提供足够的增益，以弥补谐振腔造成的光损耗和激光从腔面输出造成的损耗，并不断增加腔内的光场。这需要足够强的电流注入，也就是足够的粒子数反转。粒子数反转程度越高，增益越大，即必须满足一定的电流阈值条件。当激光达到阈值时，特定波长的光可以在腔内共振并被放大，最终形成激光并连续输出。

(2)谐振腔，可以起到光反馈的作用，形成激光振荡。

为了实际获得相干受激辐射，受激辐射必须在光学谐振腔中多次反馈，形成激光振荡。激光器的谐振腔由半导体晶体的自然解理面作为镜面形成，不发光的一端通常镀有高反射多层介质膜，出射面镀有增透膜。

对于F-P腔(法布里-珀罗腔)半导体激光器，可以方便地利用垂直于P-N结平面的晶体自然解理面来构成F-P腔。

(3)增益条件：

在激光介质(活动区域)中建立载流子的反转分布。在半导体中，电子的能量由一系列接近连续能级的能带来表示。因此，为了实现半导体中粒子数的反转，高能态导带底部的电子数远大于低能态价带顶部的空穴数。这是通过向同质结或异质结施加正向偏压并将必要的载流子注入有源层以将电子从具有较低能量的价带激发到具有较高能量的导带来实现的。当大量处于粒子数反转状态的电子与空穴复合时，就会发生受激发射。

半导体激光器特性半导体激光器是一种以半导体材料为工作物质的激光器件。它诞生于1962年。除了激光器的共同特点外，它还具有以下优点：

(1)体积小，重量轻；

(2)驱动功率和电流低；

(3)效率高，使用寿命长；

(4)可以直接电调制；

(5)易于实现与各种光电器件的光电集成；

(6)与半导体制造工艺兼容；可以批量生产。

由于这些特点，半导体激光器自问世以来，受到了世界各国的广泛关注和研究。成为世界上发展最快、应用最广、走出实验室最早商业化、产值最大的一类激光器。

半导体激光器的工作原理半导体激光器的工作原理是激发模式，利用半导体物质(即电子)在能带之间跳跃发光，利用半导体晶体的解理面形成两个平行的反射镜作为反射镜形成谐振腔，使光振荡反馈，放大光的辐射，输出激光。

半导体激光器通过注入载流子工作，激光发射有三个基本条件：

(1)需要产生足够的粒子数逆分布，即高能态的粒子数大于低能态的粒子数；

(2)suit ab