半導體激光器正常工作需要哪幾個必須條件？

來源：閱讀：739 發布時間：2022-03-10 10:08:13

半導體激光器是一種小型化激光器，使用半導體材料作為其工作物質，所用的半導體材料主要是幾種典型的化合物，如:砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)等類似的物質。

根據激勵方式的不同，可分為不同的類型，光泵式、電注入式等。目前市場上的半導體激光器以電注入式的居多。

半導體激光器的正常工作需要幾個必須的條件。光學諧振腔、粒子數反轉，一定的閾值增益條件。

1、實現粒子數反轉可以有不同的方法，比如：光激勵、電流激勵、化學激勵等。其中，電流激勵是一種簡單、高效而且易于實現全固態封裝的方式，所以通常被廣泛采用。

2、需要形成一定激光振蕩才能實現激光輸出，即為受激輻射多次反饋得到相干受激輻射，半導體激光器諧振腔的形成就是利用與其工作介質垂直的反射鏡。基于能帶理論，電子發生躍遷而使得光子發射，可以在諧振腔中振蕩而產生激光。

3、穩定振蕩的形成，需要提供足夠大增益的激光媒介來補償激光在諧振腔中振蕩和輸出過程中產生的損耗，也即給正向偏執的 PN 結提供充分的載流子注入，使得電子與空穴處于反轉狀態的粒子數比較多，從而得到足夠大的增益。其中關鍵的一個條件就是電流閾值。驅動電流保持在閾值之下時，半導體激光器和普通發光二極管一樣發出光，而當電流超過這個值的時候，就會使得相應波長的激光在諧振腔內多次反饋放大，最終實現穩定連續的輸出激光。