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半導體激光器的工作原理和性能參數(shù)介紹
閱讀：497 發(fā)布時間：2024-12-11
半導體激光器是一種以半導體材料為工作物質，利用半導體中的電子躍遷引起光子受激發(fā)射而產(chǎn)生光振蕩和光放大的器件，從而產(chǎn)生激光。
半導體激光器的工作原理主要基于受激輻射發(fā)光。當半導體材料中的電子在能帶間躍遷時，會釋放出光子。在半導體激光器中，處于高能級的電子在光場的感應下發(fā)射一個和感應光子一模一樣的光子，并躍遷到低能級，這個過程稱為光的受激輻射。通過一定的激勵方式，使半導體增益介質的能帶或雜質能級之間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，處于粒子數(shù)反轉狀態(tài)的大量電子與空穴復合時便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。同時，利用半導體晶體的解理面形成兩個平行反射鏡面作為反射鏡，組成諧振腔，使光在諧振腔內來回反射，不斷被放大而產(chǎn)生振蕩，最終實現(xiàn)光的輻射放大和激光輸出。
半導體激光器的性能參數(shù)主要包括波長、輸出功率、發(fā)散角、光束質量等。這些參數(shù)直接影響到半導體激光器在不同應用場景中的表現(xiàn)。例如，波長決定了激光器的應用領域，如光通信中常用的波長為1.3μm和1.5μm；輸出功率決定了激光器的能量輸出能力，對于不同的應用場景需要選擇不同輸出功率的半導體激光器；發(fā)散角決定了激光束的擴散程度，對于需要高精度聚焦的應用場景需要選擇發(fā)散角較小的半導體激光器；光束質量則反映了激光束的均勻性和穩(wěn)定性，對于需要高質量激光束的應用場景需要選擇光束質量較好的半導體激光器。