半導(dǎo)體激光器的發(fā)展史

半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管（LD）。隨著半導(dǎo)體物理的發(fā)展，人們?cè)缭?0世紀(jì)50年代就設(shè)想發(fā)明半導(dǎo)體激光器。

20世紀(jì)60年代初期的半導(dǎo)體激光器是同質(zhì)結(jié)型激光器，是一種只能以脈沖形式工作的半導(dǎo)體激光器。在1962年7月召開的固體器件研究國(guó)際會(huì)議上，美國(guó)麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室的兩名學(xué)者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）報(bào)告了砷化鎵材料的光發(fā)射現(xiàn)象。

半導(dǎo)體激光器發(fā)展的第二階段是異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器，它是由兩種不同帶隙的半導(dǎo)體材料薄層，如GaAs，GaAlAs所組成的激光器。單異質(zhì)結(jié)注人型激光器（SHLD），它是利用異質(zhì)結(jié)提供的勢(shì)壘把注入電子限制在GaAsP-N結(jié)的P區(qū)之內(nèi)，以此來(lái)降低閥值電流密度的激光器。

1970年，人們又發(fā)明了激光波長(zhǎng)為9000?在室溫下連續(xù)工作的雙異質(zhì)結(jié)GaAs-GaAlAs（砷化稼一稼鋁砷）激光器。在半導(dǎo)體激光器件中，目前比較成熟、性能較好、應(yīng)用較廣的是具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電注人式GaAs二極管激光器。

從20世紀(jì)70年代末開始，半導(dǎo)體激光器明顯向著兩個(gè)方向發(fā)展，一類是以傳遞信息為目的的信息型激光器;另一類是以提高光功率為目的的功率型激光器。在泵浦固體激光器等應(yīng)用的推動(dòng)下，高功率半導(dǎo)體激光器（連續(xù)輸出功率在100W以上，脈沖輸出功率在5W以上，均可稱之謂高功率半導(dǎo)體激光器）在20世紀(jì)90年代取得了突破性進(jìn)展，其標(biāo)志是半導(dǎo)體激光器的輸出功率顯著增加，國(guó)外千瓦級(jí)的高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)商品化，國(guó)內(nèi)樣品器件輸出已達(dá)到600W。另外，還有高功率無(wú)鋁激光器、紅外半導(dǎo)體激光器和量子級(jí)聯(lián)激光器等等。其中，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器是通過外加的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力、摻雜盆等改變激光的波長(zhǎng)，可以很方便地對(duì)輸出光束進(jìn)行調(diào)制。

20世紀(jì)90年代末，面發(fā)射激光器和垂直腔面發(fā)射激光器得到了迅速的發(fā)展。

目前，垂直腔面發(fā)射激光器已用于千兆位以太網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)，為了滿足21世紀(jì)信息傳輸寬帶化、信息處理高速化、信息存儲(chǔ)大容量以及軍用裝備小型、高精度化等需要，半導(dǎo)體激光器的發(fā)展趨勢(shì)主要是向高速寬帶LD、大功率LD，短波長(zhǎng)LD，盆子線和量子點(diǎn)激光器、中紅外LD等方面發(fā)展。

半導(dǎo)體激光的波長(zhǎng)是多少

如果是光通信的研究，一般用的多的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)是1550nm波段的，其次是1310nm，也有其他的如，850nm和980nm等等。 半導(dǎo)體激光器的常用參數(shù)可分為：波長(zhǎng)、閾值電流Ith 、工作電流Iop 、垂直發(fā)散角 、水平發(fā)散角 ∥、監(jiān)控電流Im。

（1）波長(zhǎng)：即激光管工作波長(zhǎng)，可作光電開關(guān)用的激光管波長(zhǎng)有635nm、650nm、670nm、激光二極管690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。

（2）閾值電流Ith ：即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對(duì)一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。

（3）工作電流Iop ：即激光管達(dá)到額定輸出功率時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)電路較重要。

（4）垂直發(fā)散角 ：激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結(jié)方向張開的角度，一般在15~40左右。

（5）水平發(fā)散角 ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開的角度，一般在6~ 10左右。

（6）監(jiān)控電流Im ：即激光管在額定輸出功率時(shí)，在PIN管上流過的電流。

責(zé)任編輯：YYX