半导体激光器详解及其技术发展

一、半导体激光器介绍

半导体激光器BAS29通常也被称为激光二极管，因为它使用半导体材料作为一种工作材料。半导体激光器由光纤耦合半导体激光模块、束装置、激光传输光缆、电源系统、控制系统和机械结构组成，在电源系统和控制系统的驱动和监控下实现激光输出。半导体激光器见工作材料主要是砷化镓（GaAs），硫化镉（CdS），磷化铟（InP），硫化锌（ZnS）等待。根据工作材料的不同，激励方式主要有三种：电注入，pump类型和高能电子束激励。

(1)电注入是一种半导体激光器，通常由GaAS，CdS，InP，ZnS以其他工作材料为主要材料，制成半导体表面结型二极管。当电气注入时，工作材料沿正向偏压注入的电流受到激励，从而在节平面区域产生受激发射。

（2）Punp类型激光器通常由以空穴为载流子的锗单晶混合在晶体中（P半导体单晶)或以电子为载流子的锗单晶（N半导体单晶）作为工作材料，通过其他激光器发出激光pump激励，从而实现种群反演。

(3)高能电子束激励半导体激光器通常用于工作材料的选择pump类似的激光器也使用半导体锗单晶，但值得注意的是，高能电子束激励半导体激光器主要用于选择P型半导体单晶PbS。CbS和ZnO为主。

根据其芯片参数、包装方式的不同，半导体激光器种类较多，分类方式较多。

二、半导体激光技术的发展

半导体激光器自1962年发明世界第一台半导体激光器以来，发生了巨大的变化，极大地促进了其他科学技术的发展。

近年来，用于信息技术领域的小功率半导体激光器发展迅速。例如，用于光纤通信的DFB动态单模激光二极管和可见光波长激光二极管，甚至超短脉冲激光二极管都取得了巨大的创新进展。

小功率激光二极管本身也具有这种高集成、高速、可调的发展特点。大功率半导体激光器的发展速度也在加快。

20世纪80年代，独立激光二极管的输出功率为100mW以上，并达到了39%的转化效率。20世纪90年代，美国人再次将指标提升到一个新的水平，达到了45%的转化效率。就输出功率而言，它也从W到WKW级的转变。

目前，在各国开发项目的支持下，半导体激光器芯片结构、外延生长、器件包装等激光技术取得了长足的进步，单元器件的性能也取得了重大突破：电光转换效率达到70%以上，光束发散角度非常低，单续输出功率超过千瓦，碳纳米(CN)与传统的半导体巴条安装技术相比，热沉使激光器的冷却效率提高了30%。μm宽单管输出功率达到24.6W，大功率连续工作寿命可达数万小时。高效、高功率的半导体激光器也迅速发展为全固化激光器，从而使LDP固体激光器获得了全新的发展机遇和前景。

三、半导体激光市场规模

半导体激光器具有体积小、重量轻、使用寿命长、运行可靠性高、能耗低、电光转换效率高、易于大规模生产、价格低廉等优点CD光纤通信、光纤记忆器、激光打印机等都得到了广泛的应用，涵盖了光电子学的整个领域。

随着技术的不断发展和突破，半导体激光器向前发射波长较短，发射功率较大，超小，寿命长，以满足各种应用的需要，产品类型越来越丰富。在激光处理中，3D印刷、激光雷达、激光测距、军事、医学和生命科学也得到了广泛的应用。此外，大功率直接半导体激光器广泛应用于切割和焊接领域。

目前，全球半导体激光器市场规模较大，从2012年的35.4亿美元增加到2017年的53.1亿美元，年复合增长率为8.4%。

技术发展寿命长选择器件激光芯片

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