半導(dǎo)體激光在1962年被成功激發(fā)，在1970年實(shí)現(xiàn)室溫下連續(xù)輸出。后來經(jīng)過改良，開發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管等，廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器（激光筆），是目前生產(chǎn)量最大的激光器。

早期的半導(dǎo)體激光器激光性能受溫度影響大，光束的發(fā)散角也 大 （ 一般在幾度到 20 度之間 ），所以在方向性、單色性和相干性等方 面的性能并不理想。但隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前半導(dǎo)體激光器的的性能已經(jīng)達(dá)到很高水平，光束質(zhì)量也有了很大提高，因此世界上大多數(shù)品牌的激光粒度儀都使用半導(dǎo)體激光器做為光源，半導(dǎo)體激光器用作激光粒度儀的光源時(shí)，在控制電路上須采取 恒流和恒溫措施，以保證輸出功率的穩(wěn)定。

半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)：

是體積小、重量輕、可靠性高、使用壽命長、功耗低，此外半導(dǎo)體激光器是采用低電壓恒流供電方式，電源故障率低、使用安全，維修成本低等。因此應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。目前，半導(dǎo)體激光器的使用數(shù)量居所有激光器之首，某些重要的應(yīng)用領(lǐng)域過去常用的其他激光器，已逐漸為半導(dǎo)體激光器所取代。它的應(yīng)用領(lǐng)域包括光存儲(chǔ)、激光打印、激光照排、激光測距、條碼掃描、工業(yè)探測、測試測量儀器、激光顯示、醫(yī)療儀器、軍事、安防、野外探測、建筑類掃平及標(biāo)線類儀器、激光水平尺及各種標(biāo)線定位等。

半導(dǎo)體激光器的缺點(diǎn)：

是激光性能受溫度影響大，光束的發(fā)散角較大（一般在幾度到20度之間），所以在方向性、單色性和相干性等方面較差。但隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前半導(dǎo)體激光器的的性能已經(jīng)達(dá)到很高的水平，而且光束質(zhì)量也有了很大的提高。以半導(dǎo)體激光器為核心的半導(dǎo)體光電子技術(shù)在21世紀(jì)的信息社會(huì)中將取得更大的進(jìn)展，發(fā)揮更大的作用。

半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)方式

半導(dǎo)體激光器的激勵(lì)方法通常多采用電流注入形式，當(dāng)注入電流大于閾值電流Ith時(shí)，輻射功率隨電流的增加而迅速地增大。因此，可以通過改變半導(dǎo)體激光器的注入電流來調(diào)整其輸出的光功率。而對半導(dǎo)體激光器進(jìn)行控制，通常采用自動(dòng)控制的方法，它包括恒電流控制（ACC），恒功率控制（APC），電壓恒定控制（AVC）。

在APC工作方式下，采用光電探測器（PD）接收一小部分激光功率并轉(zhuǎn)化為監(jiān)測電流，改監(jiān)測電流經(jīng)過測電流經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換后，通過APC反饋網(wǎng)絡(luò)與設(shè)定值比較，從而形成閉環(huán)負(fù)反饋控制。當(dāng)激光輸出功率受溫度等因素影響發(fā)生變化時(shí)，該負(fù)反饋可控制光功率使其穩(wěn)定不變。

AVC是特定場合下簡單而又游泳的模式，當(dāng)要求LD的驅(qū)動(dòng)電壓恒定時(shí)，可以采用此模式。

在ACC工作方式中，通過電流采樣反饋為電流驅(qū)動(dòng)單元提供有源控制，從而是電流漂流最小且使LD輸出穩(wěn)定性最大，與溫度控制配合使用效果更好。

現(xiàn)如今常用的半導(dǎo)體激光設(shè)備工作用恒流源，主要是應(yīng)用了場效應(yīng)管的導(dǎo)通特性以及晶體管的對稱連接鏡像恒流原理來實(shí)現(xiàn)。要得到穩(wěn)定的輸出，必須使注入電流穩(wěn)定，這就要采用恒流源。

導(dǎo)體激光器工作原理

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

一般所用的半導(dǎo)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(dǎo)體材料如GaAs（砷化鎵）比間接帶隙半導(dǎo)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(dǎo)體復(fù)合發(fā)光達(dá)到受激發(fā)射（即產(chǎn)生激光）的必要條件是：

①粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布分別從P型側(cè)和n型側(cè)注入到有源區(qū)的載流子密度十分高時(shí)，占據(jù)導(dǎo)帶電子態(tài)的電子數(shù)超過占據(jù)價(jià)帶電子態(tài)的電子數(shù)，就形成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。

②光的諧振腔在半導(dǎo)體激光器中，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(bǔ)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(zhì)的光吸收

半導(dǎo)體激光器是依靠注入載流子工作的，發(fā)射激光必須具備三個(gè)基本條件：

（1）要產(chǎn)生足夠的 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)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(gè)合適的諧振腔能夠起到反饋?zhàn)饔茫故芗ぽ椛涔庾釉錾?，從而產(chǎn)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。

半導(dǎo)體激光器工作原理是激勵(lì)方式，利用半導(dǎo)體物質(zhì)（即利用電子）在能帶間躍遷發(fā)光，用半導(dǎo)體晶體的解理面形成兩個(gè)平行反射鏡面作為反射鏡，組成諧振腔，使光振蕩、反饋，產(chǎn)生光的輻射放大，輸出激光。