半导体激光器的优点和缺点 半导体激光器有哪些应用
半导体激光器的优点和缺点 半导体激光器有哪些应用
半导体激光器自1962年问世以来，凭借其体积小、重量轻、可注入激励等优点，极大地推动了其他科学技术的发展。本文将详细介绍半导体激光器的优点和缺点，并探讨其在光纤通信、光盘存取、医疗等领域的主要应用。
半导体激光器的优点
体积小、重量轻：几乎所有的半导体激光器其器件本身体积大小都在lmm3以下，非常小。即使包括必要的散热片和电源装置也能够成为尺度非常小的小型系统。
可注入激励：仅用几伏的电压注入毫安级的电流就能够驱动。除电源装置以外不需要其它的激励设备和部件。电功率直接变换成光功率，能量效率高。
室温下可连续振荡：在室温附近的温度范围内大多数半导体激光器能够连续振荡。
波长范围宽：适当的选择材料和合金比，在红外和可见光很宽的波长范围内能够实现任意波长的激光器。
可直接调制：把信号重叠在驱动电流上，在直流到G赫兹范围内，可以调制振荡强度、频率和相位。
相干性高：用单横模的激光器可以得到空间上相干性高的输出光。在分布反馈型（DFB）和分布布拉格反射型（DBR）激光器中能够得到稳定的单纵模激射，得到时间上的高相干性。
能够产生超短脉冲：采用增益开关和锁模等方法，以简单的系统结构能够获得从纳秒到皮秒的超短脉冲。
可批量生产：由于是小型、层状结构，可以用光刻和平面工艺技术制作，适宜于大量生产。
可靠性高：由于是单片状，所以具有牢固的机械结构。
可单片集成化：能够把同种半导体激光器集成在同一衬底上。
半导体激光器的缺点
温度特性差：半导体激光器工作特性与温度有显著的关系，环境温度变化可以引起激射频率、阈值电流、输出光功率等变化。
容易产生噪声：因为是利用高浓度的载流子，所以载流子的起伏会影响有源区的折射率；谐振器的长度短，还采用了低反射率的端面镜子。所以激光振荡容易受到外部回光的影响。
输出光发散：输出光由端面以放射形式发出成为发散光。要获得平行光束必须要有外部透镜。
半导体激光器的应用
半导体激光器是一种应用广泛的器件，其主要应用包括：
光纤通信：半导体激光器是光纤通信系统的关键组件，对于现代通信技术的发展起到了重要作用。
光盘存取：半导体激光器被用于光盘存储器中，它能够存储大量的声音、文字和图像信息。
光谱分析：用于环境气体分析，如监测大气污染和汽车尾气等。
光信息处理：在光信息处理系统中，半导体激光器用于计算机和光神经网络等。
材料加工：半导体激光器在材料切割、电路板加工等方面有广泛应用，其高稳定性和高效能使其成为工业材料加工的理想选择。
医疗领域：半导体激光治疗仪在医疗上有着重要的应用，如治疗强直性脊柱炎、类风湿性关节炎等疾病，以及在手术中的止血、促进组织修复等作用。
激光打印机和条码扫描器：高功率半导体激光器用于激光打印机，提高打印速度和分辨率；半导体激光条码扫描器广泛用于商品销售和图书档案管理。
激光电视：半导体激光器也用于高清晰度激光电视，提供更低的能耗和更高的图像质量。
激光微细工：用于集成电路的切割、打孔等。
此外，半导体激光器还用作光纤激光器和固体激光器的泵浦源，提高泵浦系统的效率和功率。