半导体连续激光器是一类基于半导体材料的激光器,能够在连续波(CW)模式下稳定地输出激光。与脉冲激光器不同,半导体连续激光器提供持续的激光输出,这使得它们在许多需要恒定光源的应用中非常有用。半导体连续激光器在小型化、功率效率、调谐范围等方面具有显著优势,广泛应用于通信、激光打印、光谱分析、激光显示等多个领域。
工作原理
半导体连续激光器的工作原理基于半导体激光二极管(Laser Diode,LD)。当电流通过半导体材料时,电子和空穴在PN结区域复合,释放能量并产生光子。这些光子通过激光二极管的谐振腔反射和放大,最终通过输出耦合器发射出来。
具体来说,半导体连续激光器的工作过程包括以下几个步骤:
1.电流注入:电流通过半导体材料,在PN结区域产生载流子(电子和空穴),这些载流子会在结区复合,释放出光子。
2.光子放大:生成的光子会与其他电子碰撞,导致产生更多的光子。这种过程在激光二极管的谐振腔内进行增益放大。
3.光子输出:光经过谐振腔的反射后逐渐增强,并通过谐振腔的一个透明部分(通常是输出耦合镜)输出,形成激光束。
CW模式指的是激光器能够在稳定的工作状态下,连续地输出激光,而不像脉冲激光器那样产生间歇性的激光脉冲。

半导体连续激光器的特点
1.小型化:半导体激光器由于其基于半导体材料,具有很高的集成度和小型化特点。它们能够做得非常小巧,甚至可以封装在微型芯片中。
2.高效率:半导体激光器通常具有较高的电光转换效率,因为它们的工作原理依赖于半导体中的电子-空穴复合过程,能够较为直接地将电能转化为光能。
3.可调性:通过调节激光二极管的驱动电流、温度等参数,可以控制激光的输出功率和波长,因此半导体激光器具备一定的可调性。
4.成本低廉:半导体激光器的生产成本较低,尤其是在大规模生产时,能够实现较为经济的制造和应用。
5.稳定性:与其他类型的激光器相比,半导体激光器在长期运行时通常较为稳定,适用于需要长时间稳定输出的应用。