半導體激光器工作原理說明

半導體激光器工作原理：

根據固體的能帶理論，半導體材料中電子的能級形成能帶。高能量的為導帶，低能量的為價帶，兩帶被禁帶分開。引入半導體的非平衡電子-空穴對復合時，把釋放的能量以發(fā)光形式輻射出去，這就是載流子的復合發(fā)光。

一般所用的半導體材料有兩大類，直接帶隙材料和間接帶隙材料，其中直接帶隙半導體材料如GaAs（砷化鎵）比間接帶隙半導體材料如Si有高得多的輻射躍遷幾率，發(fā)光效率也高得多。

半導體復合發(fā)光達到受激發(fā)射（即產生激光）的必要條件是：①粒子數(shù)反轉分布分別從P型側和n型側注入到有源區(qū)的載流子密度十分高時，占據導帶電子態(tài)的電子數(shù)超過占據價帶電子態(tài)的電子數(shù)，就形成了粒子數(shù)反轉分布。②光的諧振腔在中，諧振腔由其兩端的鏡面組成，稱為法布里一珀羅腔。③高增益用以補償光損耗。諧振腔的光損耗主要是從反射面向外發(fā)射的損耗和介質的光吸收。

是依靠注入載流子工作的，發(fā)射激光必須具備三個基本條件：

（1）要產生足夠的 粒子數(shù)反轉分布，即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù)；

（2）有一個合適的諧振腔能夠起到反饋作用，使受激輻射光子增生，從而產生激光震蕩；

（3）要滿足一定的閥值條件，以使光子增益等于或大于光子的損耗。

工作原理是激勵方式，利用半導體物質（即利用電子）在能帶間躍遷發(fā)光，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，使光振蕩、反饋，產生光的輻射放大，輸出激光。

優(yōu)點：體積小、重量輕、運轉可靠、耗電少、效率高等。