半导体激光器具有怎样的技术特性？

半导体激光器是以半导体材料为工作物质的一类激光器件。激光被广泛应用是因为它具有单色性好、方向性强、亮度高等特性。激光技术的原理是：当光或电流的能量撞击某些晶体或原子等易受激发的物质，使其原子的电子达到受激发的高能量状态，当这些电子要回复到平静的低能量状态时，原子就会射出光子，以放出多余的能量;而接着，这些被放出的光子又会撞击其它原子，激发更多的原子产生光子，引发一连串的“连锁反应”，并且都朝同一个方前进，形成强烈而且集中朝向某个方向的光。

半导体激光器不仅具有体积小 、质量轻 、转换效率高、省电、能直接调制等优点 ，而且半导体激光器的制造工艺与半导体电子器件和集成 电路的生产工艺兼容 ，便于与其他器件实现单片光电子集成 ，因此已经在科研 、工业 、军事 、医疗等领域得到了 日益广泛的应用。

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。

(1)电注入是半导体激光器，一般由GaAS、CdS、InP、ZnS等工作物质作为主要材料，制成半导体面结型二极管，在受到电注入时，沿着正向偏压注入的电流，对工作物质进行激励，从而在节平面区域产生受激发射。

(2)Punp式激光器，一般由晶体中掺入受主杂的的以空穴为载流子的锗单晶(P型半导体单晶)或以电子为载流子的锗单晶(N型半导体单晶)作为工作物质，并通过其他激光器发出的激光作pump激励，从而实现种群反演。

(3)高能电子束激励式半导体激光器，一般在工作物质的选择上与pump式激光器相似，也是选用半导体锗单晶，但值得注意的问题是，在P型半导体单晶的选择上高能电子束激励式半导体激光器主要以PbS。CbS和ZnO为主。

半导体激光器的特性

高效率：半导体激光器的电-光转换效率通常高达30%～60%，远高于其他激光器类型的效率，节省了能源和功率。这也使得半导体激光器被广泛应用于工业、医疗和通信等领域。

小型化：相较于其他激光器类型，半导体激光器的尺寸小、体积轻、易于集成和组装，成为了微型化电子器件的重要组成部分。此外，由于半导体激光器能够自行调制输出波形，因此也成为了高速数字通信和光纤通信的基础。

低成本：由于半导体激光器制造工艺相对简单，且无需对激光器本身进行冷却，因此制造成本和使用成本相较于其他激光器类型更低。这使得半导体激光器的应用范围更为广泛和实用。

长寿命：半导体激光器其基底选择、结构优化等方面的技术不断更新，制造出的器件具有更长的激光器生命周期。这也为半导体激光器在医疗、工业、安全等应用领域提供了更长久和稳定的性能。

与传统激光器类型相比，半导体激光器具有更高的功率密度、更小的体积和更高的效率。半导体激光器与其他激光器类型相比还具有更高的调制速度和更短的上下切换时间。因此，在高速数据加工、文本扫描、激光制造等领域，半导体激光器的应用优势更为明显。

由于这些特点，半导体激光器自问世以来得到了世界各国的广泛关注与研究。成为世界上发展最快、应用最广泛、最早走出实验室实现商用化且产值最大的一类激光器。经过40多年的发展，半导体激光器已经从最初的低温77K、脉冲运转发展到室温连续工作、工作波长从最开始的红外、红光扩展到蓝紫光;阈值电流由10^5 A/cm2量级降至10^2 A/cm2量级;工作电流最小到亚mA量级;输出功率从几mW到阵列器件输出功率达数kW;结构从同质结发展到单异质结、双异质结、量子阱、量子阱阵列、分布反馈型、DFB、分布布拉格反射型、DBR等270多种形式。制作方法从扩散法发展到液相外延、LPE、气相外延、VPE、金属有机化合物淀积、MOCVD、分子束外延、MBE、化学束外延、CBE等多种制备工艺。