半导体激光器的应用

半导体激光器是20世纪60年代发展起来的一种激光器，以半导体材料作为工作物质。从20世纪70年代末开始，半导体激光器明显向着两个方向发展，一类是以传递信息为目的的信息型激光器，另一类是以直接使用输出激光的光功率为目的的功率型激光器。

半导体激光器由光纤耦合半导体激光器模块、合束器件、激光传能光缆、电源系统、控制系统及机械结构等构成，在电源系统和控制系统的驱动和监控下实现激光输出。半导体激光器工作原理是采用注入电流的激励方式，将注入电流的电能通过半导体材料实现电光转换，输出激光。

半导体激光器可作为光纤激光器、固体激光器的泵浦源，也可用于制作直接半导体激光器，作为光源应用到材料加工、激光医疗、激光雷达等领域。

随着半导体激光器技术的快速发展和突破，半导体激光器产品质量、波长范围和输出功率正在迅速提高，产品种类日益丰富，应用到激光加工、3D打印、激光雷达、生命科学与健康和红外照明与显示等的许多方面。

半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点，已经显露出其在激光器领域中的主导地位，成为光电行业中具有发展前途的领域之一。

半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，目前已超过300种。

在产业和技术方面的应用：

Ⅰ)光纤通信。光纤通信已经成为当代通信技术的主流。半导体激光器是光纤通信系统的实用化的光源。

Ⅱ)光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器，其优点是存储信息量很大。采用蓝、绿激光能够大大提高光盘的存储密度。

Ⅲ)光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经用于环境气体分析，监测大气污染、汽车尾气等。

Ⅳ)光信息处理。半导体激光器已用于光信息处理系统。表面发射半导体激光器，二维列阵是光并行处理系统的理想光源，可用于光计算和光神经网络。

Ⅴ)激光微细加工。借助于Q 开关 产生的高能量超短光脉冲，对集成电路进行切割、打孔等。

Ⅵ)激光 报警器 。半导体法庭光报警器的用途甚广，包括防盗窃案报警、水位报警、车距报警等。

Ⅶ)激光机打印机。高功率半导体激光器已经用于激光打印机，采用蓝、绿激光能够大大提高打印速度和分辨率。

激光应用需求的不断提高，对半导体激光器的要求也越来越高，主要体现在以下几个方面：

提高输出功率，开发高功率的二维或者三维列阵，以满足工业加工等领域对功率的需求；

提高电光转换效率，实现激光系统的小型化和高效化，较少散热压力，降低成本；

提高光束质量；

提高可靠性，即在高峰值功率和极其恶劣的环境中也能自由使用，如满足空间航天飞行器在辐射大、温差大环境中使用。

半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用，形成了广阔的市场。