半导体激光器的优点

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一、半导体激光器及其优点

半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。.其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带(导带与价带)之间，或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种，即电注入式，光泵式和高能电子束激励式。电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励。高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。在半导体激光器件中，性能较好，应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。

半导体激光器的优点包括：

1、小型化

半导体激光器具有体积小、重量轻的优点，能够轻松集成到各种设备中，便于实现系统小型化设计，适用于复杂场景下的实时控制和检测。

2、高效率

相比其他激光器类型，半导体激光器的电光转换效率高，功率稳定性好。同时，其启动时间短，响应速度快，能够快速实现高能量密度光束发射，有助于提高设备性能和加速数据传输速度。

3、可靠性高

半导体激光器结构简单，寿命长，维护成本低。其中，单片半导体激光器件的寿命可以达到数万小时以上，相比其他激光器类型，有更高的可靠性和稳定性，且不需要频繁更换、维修，大大降低了设备运维成本。

4、加工成本低

半导体激光器的加工成本低，制作过程简单，不需要光学元件的准确对准。相比其他激光器类型，制造成本降低，推动了激光器市场的规模扩大。

半导体激光器由于具备上述优点，被广泛应用于气体检测、制造业、医疗领域等多个领域。未来，随着其性能的不断提升和应用场景的不断拓展，半导体激光器有望在更多领域中发挥重要作用。

二、半导体激光器在光电子领域的应用

(1)光纤通信。半导体激光器是光纤通信系统的唯一实用化光源，光纤通信已成为当代通信技术的主流。

(2)光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器，其最大优点是存储的声音、文字和图象信息量很大。采用蓝、绿激光能够大大提高光盘的存储密。

(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。在工业上可用来监测气相淀积的工艺过程。

(4)光信息处理。半导体激光器已经用于光信息理系统。表面发射半导体激光器二维阵列是光并行处理系统的理想光源，将用于计算机和光神经网络。5)激光微细工。借助于Q开关半导体激光器产生的高能量超短光冲，可对集成电路进行切割、打孔等。

(5)激光报警器。半导体激光报警器用途甚广，包括防盗报警、水位报警、车距报警等。

(6)激光打印机。高功率半导体激光器已经用于激光打印机。采用蓝、绿激光能够大大提高打印速度和分辨率。

(7)激光条码扫描器。半导体激光条码扫描器已经广泛用于商品的销售，以及图书和档案的管理。

(8)高清晰度激光电视。不久的将来，没有阴极射线管的半导体激光电视机可以投放市场，它利用红、蓝、绿三色激光，估计其耗电量比现有的电视机低20%。

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