激光二極管

激光二極管，又稱半導(dǎo)體激光器，是一種利用半導(dǎo)體材料通過注入電流來產(chǎn)生激光的電子元件。與傳統(tǒng)的氣體或晶體管激光器相比，激光二極管具有小型化、低功率消耗、易于集成等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于光通信、激光雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)和工業(yè)加工等領(lǐng)域。

1.什么是激光二極管

激光二極管是由n型和p型半導(dǎo)體材料組成的二極管結(jié)構(gòu)，其中n型材料和p型材料之間形成p-n結(jié)。當(dāng)外加正向電壓時，電流從p型材料進(jìn)入n型材料，激發(fā)了半導(dǎo)體中的載流子重新組合并釋放出能量。如果這些能量在特定條件下達(dá)到了臨界值，就會引起光子的放射，即產(chǎn)生激光。

2.激光二極管符號

激光二極管的符號如下所示：

左邊是箭頭表示正向電流流動的方向，右邊則是窄線表示產(chǎn)生激光照射出的方向。

3.激光二極管工作原理

激光二極管的工作原理可以分為雙峰特性和閾值特性兩個方面。

首先，激光二極管具有明顯的雙峰特性。在一定范圍內(nèi)，隨著注入電流的增加，激光輸出功率也會逐漸增大，但當(dāng)達(dá)到一定電流值時，激光輸出反而會減小，這就是所謂的“光漏斗效應(yīng)”。

其次，激光二極管還具有明顯的閾值特性。激光發(fā)射需要控制激發(fā)的能量高于材料閾值，從而產(chǎn)生放大反饋和伴隨著發(fā)生激光放大過程，產(chǎn)生的光子不斷地被反射回去，形成一個駐波，進(jìn)一步增強(qiáng)并聚集出激光。