什么是二极管激光器？

激光是通过受激辐射进行光放大的首字母缩写。 它是通过使用谐振器放大光（电磁波）获得的人造光事件。

激光的原理是原子和分子通常以一定的能量运动。 当从外部接收能量时，这些原子和分子以更高的能量移动。 这称为激发态。 一段时间后，原子和分子呼出多余的能量，并试图恢复到原来的能量状态。 此时，呼出的多余能量以光的形式释放到外部。 这称为“自发释放”。 当这种光与其他高能原子或分子碰撞时，从中发出相同性质的光。 这称为“受激发射”。 通常，具有高能量的原子和分子的数量很少，因此发射的光非常微弱，但是如果以某种方式增加具有高能量的原子和分子的数量，则在雪崩现象中发生受激发射，并发出强大的光。 这是光的放大。 此外，如果镜子在特定条件下面对面放置（称为谐振器）并且发射的光被反复反射，则光会向特定方向放大，使其更加强大。 这就是激光的原理。

半导体激光器根据上述原理的半导体pn结构型，通过向结中注入电流产生大量的电子-空穴对，并利用它们重新组合时的发光来振荡激光器。 作为一种结构，经常使用双异质结构，其中发生电子和空穴复合的活性层夹在具有较大带隙的p型和n型半导体之间。
对于激光振荡，需要一个谐振器来共振光。 作为在半导体激光器中构建谐振器的方法，使用谐振器平行于半导体基板表面配置并从解理表面提取光的端面发光型，以及谐振器垂直于半导体衬底表面配置的表面发射型。
有些在半导体激光器外部有一个谐振器。

半导体激光器的振荡和特性
与其他类型的二极管激光器相比，它们具有体积小、效率高、电压低、功耗低、寿命超长等特性，广泛应用于光电领域。 半导体激光器有时被称为二极管激光器，发光二极管（LED）是基础。

LED灯颜色的差异

下图说明了发射波长因半导体材料而异。 当电子从高能导带下降到低能价带时，p-n结中空穴和电子之间的耦合就会发生。 这种能量差越大，能量光越高，即波长越短的光。 由于能量差（禁止带的宽度）因半导体材料而异，因此请选择与要发光的颜色相匹配的禁止带材料并制作发光二极管（LED）。 在图2中，蓝色和绿色材料都是InGaN，但通过改变In/Ga比来调整发射颜色。

白光LED发光机理

使用发光二极管（LED）发射白光有三种机制，如图3所示。

（1）它是蓝光LED和荧光粉的组合，发出黄光。 黄色是蓝色的互补色，因此蓝色和黄色混合在一起，看起来是白色的。 这种方法很容易并且受欢迎，因为它具有强光，但缺点是看起来有点蓝色。
（2）这是一种用紫外线LED发射蓝色、绿色和红色荧光粉的方法。 它看起来像自然而美丽的白光，但它仍然不能产生像方法（1）那样强的光。
（3） 此方法发出三个 LED：蓝色、绿色和红色。 由于它具有强光并且可以发出全彩，因此用于显示照明和LED屏幕。

发光二极管 （LED） 和二极管激光器 （LD） 之间的区别

半导体激光器 （LD） 是与发光二极管 （LED） 非常相似的半导体发光器件。 两者有什么区别？ 在p-n结中结合电子和空穴发光的原理是相同的，但发出的光的性质是不同的。 LED的光靠近灯泡并且具有不同的相位，因此它扩散，但是LD的光处于相位对齐状态，因此它变成了直线光线。 这种差异是由于LED将发射的光照原样发射到外部，而LD被设计为对齐相位。 此外，LD光很容易入射到光纤上，因为光是从窄发光层的端面发出的，但是LED光来自宽发光层的整个表面，因此很难入射到芯径小的光纤上。

半导体激光器如何实现倒置分布？

为了使感应辐射更容易发生，到目前为止已经提到，高能量导带中的电子与低能量价带中的电子数之比的状态称为倒分布。

在红宝石激光器的情况下，氙气灯用于实现倒置分布。 但是，半导体激光器不使用这种方法，而是以某种方式将电子注入导带。 不使用高功耗的大型氙气灯，这也是半导体激光器结构紧凑、功耗低的原因。

半导体激光器有多种类型，但常用的是下图所示的具有称为双异质结的结构。

双异质结具有如图所示的夹层结构。 它是具有大带隙的P型和N型包层（涂层），夹在带隙小的活性层中。 当从熔覆层中提供的外部电极向前施加电压时，从P型熔覆层注入空穴到活性层中，电子从N型熔覆层注入活性层。 因此，活动层处于反转分布状态。 在这里，受激辐射有效地发生。

半导体激光器的激光振荡

发光二极管和半导体激光器之间最大的区别在于是否存在这种激光振荡。 红宝石激光器具有配合镜结构，但半导体激光器也具有配合镜结构。

如上图所示，由于折射率（解理面）的差异，活性层的两侧都是反射器。 此外，活性层和熔覆层之间反映了折射率的差异，并且光线不易泄漏到熔覆层中。 从这两点开始，光被限制在有源层中，随着感应辐射的重复，光被放大并作为激光发射到外部。 因此，当反射环达到平衡时，激光达到连续振荡。