_激光器的输出特性
假设 uq ( x', y') 为经过q次渡越后在某一镜面上 所形成的场分布，uq?1(x, y) 表示光波经过q+1次 渡越后，到达另一镜面所形成的光场分布，则
uq?1 与 uq 之间应满足如下的迭代关系：
M
?? uq?1(x, y) ?
ik
4?
e? ik?
uq ( x', y')
M'
?
?(1? cos? )ds'
6
积分方程解的物理意义
本征函数 umn和激光横模
本征函数umn 的模代表对称开腔任一镜面上的光场振幅分布，幅角则代 表镜面上光场的相位分布。 它表示的是在激光谐振腔中存在的稳定的横向场分布，就是自再现模， 通常叫做“横模”，m、n称为横模序数。
图3-3 横模光斑示意图
用TEM mnq 来表示激光模式，TEM 代表横电磁波(transverse electro-
第三章 激光器的输出特性（1）
3.1 光学谐振腔的衍射理论 3.2 对称共焦腔内外的光场分布 3.3 高斯光束的传播特性
1
引言
前两章由发光的物理基础出发,讨论了激光产生的工作原理、在激光谐振 腔中受激辐射大于自发辐射而导致光的受激辐射放大的过程和条件； 为研究激光的输出特性（从激光谐振腔中传播到腔外的光束的强度与相 位的大小与分布）建立了基础。 激光器作为光源与普通光源的主要区别：激光器有一个谐振腔。 谐振腔作用：倍增激光增益介质的受激放大作用长度以形成光的高亮度； 提高了光源发光的方向性；由于激光器谐振腔中分立的振荡模式的存在， 大大提高了输出激光的单色性，实现了高度的相干性，改变了输出激光 的光束结构及其传输特性。 本章从谐振腔的衍射理论开始研究激光输出的高斯光束传播特性，激光 器的输出功率以及激光器输出的线宽极限。
2?? ? 2q? q ? 1,2,3,?
? 每个q值对应一个驻波，称之为：纵模，q为纵模序数。
?? ? ? kL ? ? ? ?
2
3.1 光学谐振腔的衍射理论
3.1.1 惠更斯-基尔霍夫衍射公式
惠更斯提出了关于子波的概念，认为波面上每一点可看作次球面子波 的波源，下一时刻新的波前形状由次级子波的包络面所决定。空间光场 是各子波干涉叠加的结果。
惠更斯－菲涅耳原理
设波阵面? 上任一源点 P'的光场复振幅为 u'(P') ，则空间任一观察点P的 光场复振幅u(P) 由下列积分式计算：
M'
?
(1? cos? )ds'?
?? ? u(x, y) ? ik u(x', y') e?ik? (1? cos? )ds'
4? M '
?
? 简化：对于一般的激光谐振腔来说，腔长L与反射镜曲率半径R通常都 远大于反射镜的线度a，而a又远大于光波长 ? 。对上式做两点近似可得 到自再现模所满足的积分方程：
magnetic wave) 的简写，m、n分别代表在截面的x、y轴方向出现的节线
数，为横模序数；q代表在z轴上出现的节线数，为纵模序数
7
本征值? mn 和单程衍射损耗、单程相移
本征值 ? mn 的模反映了自再现模在腔内单程渡越时所引起的功率损耗.
损耗包括衍射损耗和几何损耗，但主要是衍射损耗，称为单程衍射损?
耗，用 ? 表示。定义为
?
?
uq
2
? uq
uq? 1
2
2
? ?? ?
?
?
uq?1 ? ? uq
??
? mn ? 1? ? mn 2
本征值幅角与自再现模腔内单程渡越后所引起的总相移有关。
uq?1 ? ? uq ? arg uq?1 ? arg ? ? arg uq
自再现模在对称开腔中单程渡越所产生的总相移定义为
自再现模概念 ? 起因：由于反射镜的有限大小，它在对光束起反射作用的同时，还会
引起光波的衍射效应 ，引起反射回来的光束的强度减弱. ? 特点1：当反射次数足够多时（大约三百多次反射）光束的横向场分
布便趋于稳定，分布不再受衍射的影响。 ? 特点2：场分布在腔内往返传播一次后能够“再现”出来，反射只改
变光的强度大小，而不改变光的强度分布。 ? 这种稳态场经一次往返后，唯一的变化是，镜面上各点的场振幅按同
图3-2 镜面上场分布的计算示 意图
考虑对称开腔的情况，按照自再现模的概念，除了一个表示振幅衰减和 相位移动的常数因子以外，uq?1 应能够将 uq 再现出来，两者之间应有关系：
uq?1 ? ? uq
5
自再现模积分方程 (续)
? 综合上两式可得
ik
e? ik?Βιβλιοθήκη ?? ? uq (x, y) ?
4?
uq(x', y')
?? ? arg uq?1 ? arg uq ? arg?
自再现模在对称开腔中的单程总相移一般并不等于由腔长L所决定的几
何相移，它们的关系为
?? ? ? kL ? ? ? ?
?? ? arg?
? ? ? ?mn ? kL ? arg? mn ?
8
3.1.3 光学谐振腔谐振频率和激光纵模
谐振条件、驻波和激光纵模 ? 光波在腔内往返一周的总相移应等于2? 的整数倍，即只有 某些特定频率的光才能满足谐振条件
样的比例衰减，各点的相位发生同样大小的滞后。这个稳定的横向场 分布，就是激光谐振腔的自再现模。
4
自再现模积分方程
图(3-2)所示为一个圆形镜的平行平面腔，镜面 M 和 M上' 分别建立了坐 标轴两两相互平行的坐标 x ? y 和 x'? y'。利用上式由镜面 M上' 的光场分 布可以计算出镜面M上的场分布函数，即任意一个观察点的光场强度。
?? ? mnumn (x, y) ? K (x, y, x', y')uq (x', y')ds'
? 其中 K ( x, y, x', y') ? ik e ? ?ik? (x,y,x', y') i e?ik? (x,y,x', y') ，称为积分方程的核。
2? L
?L
? umn 和 ? mn 的下标表示该方程存在一系列的不连续的本征函数解与本征 值解，这说明在某一给定开腔中，可以存在许多不同的自再现模。
?? u(P) ? ik u'(P?)e? ik? ?(1? cos? )ds'
4? ?
?
式中 ? 源点P'
为处源的点波面P'法与线观察n?与点PP'P之的间夹的角距；k离? ；2??/
?
为
为光波矢的大小?， 为光波长；ds' 的面元。
为源点P' 处
图3-1 惠更斯-菲涅耳原理
3
3.1.2 光学谐振腔的自再现模积分方程
光网络—综合练习题及答案
北京邮电大学高等函授教育、远程教育 《光网络组网技术》综合练习题及答案一、 填空题：1、光网络是指以光纤为基础传输链路所组成的一种通信体系网络结构。
2. 强度调制直接检波光纤数字通信系统是由电、光发射端机、光中继器、光、电接收端机、光纤、监控系统，备用系统构成的。
3.目前，实用光纤的三个低损耗窗口在0.85μm 、1.31μm 、1.55μm 附近。
色散位移单模光纤是在1.55μm 处，实现 最低损耗 和最低色散 .4.光波在均匀介质里，是以 直线 传播，当光射线遇到两种介质交界面时，将产生全反射或部分反射 。
5.均匀光纤的导光原理为全反射原理 ，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力 ，定义式为 NA=n o Sin φMax ，也可表示为 NA=n 1∆2。
6. 采用非均匀光纤的目的是为了减少光纤的模式色散 ，这样会在光纤中近似产生自聚焦 现象，这需要纤芯折射率服从 平方律型折射指数 分布。
7.单模光纤的色散包括 材料 色散和 波导 色散，此外，系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声和啁啾声 。
8.一般光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为 4～10μm ，存在材料 色散和波导 色散，传输的基模是 LP 01 。
9.多模光纤的芯径为 50μm ，存在模式 色散、材料 色散和 波导 色散。
10．按照纤芯折射率分布的不同，光纤可分为，阶跃型光纤（均匀光纤）、渐变型光纤（非均匀光纤），按照传输模式的多少来分，可分为单模光纤、多摸光纤。
11. 在非均匀光纤中，其集光能力是用 本地 数值孔径表示，定义式为 222)(θsin n r n NA NA -==。
12.多纵模激光器在高速调制下的输出谱线呈 多纵模 谱线，各谱线功率总合是一定的，但每根谱线的功率 是随机的 ，即各谱线的能量随机分配 。
13.在采用多纵模激光器的光纤通信系统中，激光器的谱线特性和 光纤色散相互作用，产生了一种叫模分配噪声 的现象，它限制了通信距离 和 容量 。
第三章激光器的输出特性
第3章激光器的输出特性前两章由发光的物理基础出发,对激光产生的工作原理进行了研究，对于在激光谐振腔中受激辐射大于自发辐射而导致光的受激辐射放大的过程和条件进行了很详细的讨论，为研究从激光谐振腔中传播，到其在腔外的光束强度与相位的大小与分布，也就是激光的输出特性打下了基础。
激光器作为光源与普通光源的主要区别之一是激光器有一个谐振腔，谐振腔倍增了激光增益介质的受激放大作用长度以形成光的高亮度，提高了光源发光的方向性。
实际上激光的第三个重要特点——高度的相干性也是由谐振腔决定的。
由于激光器谐振腔中分立的振荡模式的存在，大大提高了输出激光的单色性，改变了输出激光的光束结构及其传输特性。
因此本章从谐振腔的衍射理论开始研究激光输出的高斯光束传播特性，激光器的输出功率以及激光器输出的线宽极限。
3.1光学谐振腔的衍射理论2.1节中利用几何光学分析方法讨论了光线在谐振腔中的传播、谐振腔的稳定性问题以及谐振腔的分类。
而有关谐振腔振荡模式的存在、各种模式的花样也就是光束结构及其传输特性、衍射损耗等，只能用物理光学方法来解决。
光学谐振腔模式理论实际上是建立在标量理论的菲涅耳——基尔霍夫衍射积分以及模式再现概念的基础上的，本节用这种方法来讨论光学谐振腔。
3.1.1菲涅耳——基尔霍夫衍射公式惠更斯为了描述波的传播过程，提出了关于子波的概念，认为波面上每一点可看作次球面子波的波源，下一时刻新的波前形状由次级子波的包络面所决定。
菲涅耳引入干涉的概念，补充了惠更斯的原理，认为子波源所发的波应是相干的，空间光场是各子波干涉叠加的结果。
基尔霍夫进一步用格林函数方法求解波动方程，得到惠更斯一菲涅耳原理的数学形式，就是菲涅耳——基尔霍夫衍射公式(3-1)，其意义如图（3-1）所示。
图（3-1）惠更斯一菲涅耳原理设波阵面∑上任一源点'P 的光场复振幅为'(')u P ，则空间任一观察点P 的光场复振幅()u P 由下列积分式计算()'(')(1cos )'4ik ik e u P u P ds ρθπρ-∑=⎰⎰＋ (3-1)式中ρ为源点'P 与观察点P 之间的距离；θ为源点'P 处的波面法线n 与'PP 的夹角； 2k πλ=为光波矢的大小，λ为光波长；'ds 为源点'P 处的面元。
4.4 激光器的输出功率与能量-20200506
第2四. 章非均激光匀器加的工宽作单特模性 激光器
I , q I , q
VZ ,1
-VZ
0 1 vz c ) 0 1 vz c )
I
I
q0时,I 和 I 分别在增益曲线上烧两个孔, 而不是共同作用
激光器稳态 工作时
非均匀加
gi ( q , Iq )
gi0 ( q )
烧孔重叠条件
q - 0
H 2
1 Iq Is
兰姆凹陷宽度() 烧孔宽度
兰姆凹陷宽度() ~ L
H
1 Iq Is
气压 碰撞加宽L 烧孔宽度 , 深度变浅直至 均匀展宽为主时，兰姆凹陷消失
P3>P2>P1
气压高到一定程度 时，均匀加宽为主
13
第四章 激光器的工作特性
14
第四章 激光器的工作特性
假设 T 1
稳态工作时增益系数也很小， 近似认为
I I
腔内平均光强
I I I 2I
T1=0
I
I+ I-
T2=T
P
I , I 同时参与饱和
4
第四章 激光器的工作特性
均匀加宽工作物质大信号增益系数
g
H
(
,
I
)
1
g
0 H
( )
I
gt
l
Is ( )
稳定工作情况下光强
I
I
s
(
)
g
0 H
(
)l
-
n2tV
h
0
EP1 h P
-
n2tV
A S
输出能量(E)
A 0 S P
T T
激光原理-第三章
（3）单程衍射损耗 由近似解得出两种共焦腔的单程衍射损耗为零。要 具体求其单程衍射损耗，须采用精确解。圆形镜共焦 腔的单程衍射损耗比方形镜共焦腔大。
28
第三章
激光器的输出特性
（4）单程附加相移及谐振频率
方形镜共焦腔
ν mnq
圆形镜共焦腔
c 1 [q (m n 1)] 2L 2
νq
uq 再现出来，两者之间应有关系：
（3－3）
uq1 uq
8
第三章
激光器的输出特性
综合上两式可得：
uq ( x, y) ik 4 u( x, y) ik 4
uq ( x' , y' )
M'
e
ik
(1 cos )ds'
（3－4）
u( x' , y' )
2.当场振幅为轴上( x y 0)的值的e-1倍，即强度为轴上的值的e-2倍时，所对 应的横向距离 z 即z 处截面内基模的有效截面半径为；
2 s 4 z (z) 1 2 s 1 2 L 2 2 2 2 ω s x s y s L
21
第三章
激光器的输出特性
(4)单程相移与谐振频率：
mn kL arg mn i[ kL ( m n 1) ] 2 mn e
ν mnq c 1 [q (m n 1)] 2L 2
mn (m n 1) 2 ν mnq
2. 纵模频率间隔
腔内两个相邻纵模频率之差称为纵模的频率间隔
ν mnq
qc c mn 2L 2L
c ν q ν q 1 ν q 2L
半导体激光器特性测量实验报告
半导体激光器特性测量一、实验目的：1.通过本实验学习半导体激光器原理。
2.测量半导体激光器的几个主要特性。
3.掌握半导体激光器性能的测试方法。
二、实验仪器：半导体激光器装置、WGD-6型光学多道分析器、电脑等。
三、实验原理：WGD-6 型光学多道分析器，由光栅单色仪，CCD 接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统采用C－T 型，如图M1 反射镜、M2 准光镜、M3 物镜、M4 转镜、G 平面衍射光栅、S1 入射狭缝、S2 光电倍增管接收、S3 CCD 接收。
入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1、S1 位于反射式准光镜M2 的焦面上，通过S1 射入的光束经M2 反射成平行光束投向平面光栅G 上，衍射后的平行光束经物镜 M3 成像在S2 上。
四、实验内容及数据分析1.半导体激光器输出特性的测量：a)将各仪器按照要求连接好；b)打开直流稳压电源，打开光多用仪；c) 将激光器的偏置电流输入插头接于稳压电源的电流输出端；d) 将激光器与光多用仪的输入端相连并使探头正好对激光器输出端，打开光多用仪； e) 缓慢增加激光器输入电流（0mA~36mA ），注意电流不要超过ＬＤ的最大限定电流（实验中不超过38mA ）。
从功率计观察输出大小随电流变化的情况； f) 记录数据； g) 绘图绘成曲线。
实验数据及结果分析： I （mA ） 1.02.03.04.05.06.07.0 8.09.010.011.0 12.0 P (uW) 0.40 0.80 1.25 1.75 2.25 2.85 3.54.255.05 5.956.98.0I （mA ） 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 P (uW) 9.310.7512.4514.5517.8522.941.0311.5753.51179.51594.51845.0根据以上实验数据绘制I —P 曲线:半导体激光器输出特性2004006008001000120014001600180020000510152025I(mA)P(uW)实验结果分析：通过半导体激光器的控制电源改变它的工作电流I ，测量对应的发光功率P ，以P 为纵轴，I 为横轴作图，描成曲线。
脉冲光纤和连续光纤
脉冲光纤和连续光纤激光器在输出特性、应用领域等方面存在显著差异。
1. 输出特性：脉冲光纤激光器的激光输出为脉冲形式，即激光强度和频率不稳定，呈现出脉冲信号特征。
而连续光纤激光器的激光输出为连续形式，即激光强度和频率相对稳定。
2. 应用领域：由于其高效的光纤传输能力和稳定的输出特性，连续光纤激光器广泛应用于工业加工领域，如激光切割、焊接等。
同时，在医疗领域中，连续光纤激光器也被用于手术切割和凝固，如心血管手术、泌尿外科手术等。
另外，由于其高效的光纤传输能力，连续光纤激光器还被广泛应用于通信领域。
脉冲光纤激光器由于其脉冲式的输出特性，主要被应用于科学研究领域，如光学显微镜、精密加工等。
在医疗领域中，脉冲光纤激光器也被用于皮肤病治疗和眼科手术等领域。
此外，脉冲光纤激光器还被广泛应用于通信领域，如光纤通信和光纤传感器等。
以上内容仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
实验6-1 脉冲固体激光器输出特性
实验6-1 脉冲固体激光器输出特性研究【实验目的】1、了解脉冲固体激光器的基本结构和基本原理，并练习调整激光器谐振腔，使其输出激光。
2、测定脉冲激光器的输出特性曲线，找出光泵能量阈值，计算出激光器的绝对效率和斜效率。
3、测定激光器输出光束的发散角。
【实验原理】一. 固体激光器的基本结构和工作原理激光，其英文为Laser ，全名为Light amplification by stimulated emission of radiation ，全名译为辐射的受激发光放大。
这很好地概括了激光产生的机制。
激光器就是根据激光产生的机制而设计的。
它由工作物质，泵浦系统和光学谐振腔等部分组成。
实验所用YAG 激光器的结构如图6-1-1所示。
1、工作物质要形成激光，首先必须利用激励源使工作物质激活，既使工作物质内部的电子在某些能级之间实现粒子数的反转分布，并且需要满足一定的条件。
2、泵浦系统本实验中所用YAG 激光器的光泵系统由聚光腔、脉冲氙灯和它的供电系统以及触发器组成。
直流电源给储能电容充电到数百伏，并加到氙灯的两极，这时氙灯不发光。
触发器接通后，立即发出一个一万多伏的电脉冲使氙灯导通，这时储能电容通过氙灯放电，氙灯发出强烈的闪光。
此光激活工作物质，处于基态的粒子向高能级跃迁，比如跃迁到234F 能级上。
在此能级上的粒子寿命较长，故称为亚稳态。
由于光泵系统的不断泵浦，泵浦到一定程度时，激发到高能级上的粒子数比在它下面的能级上的粒子数还多了，实现了粒子数的反转。
当粒子跳回低能级上时发光。
3、光学谐振腔为了满足产生激光的阈值条件，即要使光在谐振腔中来回一次在激活介质中所获得的增益足以补充由各种因素所导致的光的损耗。
在忽略介质内部损耗的情况下，阈值条件为1221 l e r r G (6-1-2)式中：21,r r 一谐振腔两端反射镜的反射率（包括反射镜的吸收，透射和衍射损失）；l —激活介质的长度；G —激活介质的增益系数，定义为：()dzz I z dI v G v v .)()(=(6-1-3)二．YAG 激光器输出特性1、输出特性曲线输出特性曲线是指激光器的输出能量与输入能量之间的关系曲线。
激光器的常用指标及半导体激光器
一、激光器的常用性能指标1、激光器的门限电流与功率输出激光的输出光功率与驱动电流并不成直线比例关系。
在门限电流（或称阈值电流）以下，激光器工作于自发射，输出光功率极小，在门限电流以上，激光器工作于受激发射、输出激光、功率随电流的增大而上升，基本上成直线对应关系，在实际应用中，我们要求门限电流越小越好。
激光器功率特性的线性程度对模拟光纤传输系统的非线性失真指标影响很大。
2、激光器的调制增益激光器的调制增益是指输出光功率与输入射频驱动电流的比值，如0.42mW/mA，表示输入驱动电流1mA，输出0.42mW的光功率，调制增益一般越大越好。
3、激光器的相对强度噪声RIN激光器的相对强度噪声定义为单位频带宽度中噪声与输出光强的比值。
常用dB/HZ 作单位，激光器的噪声主要来源于激光器内光子涨落的量子噪声，相对强度噪声是描述激光器量子噪声特性的参数，我们希望它越小越好。
4、激光器的线性范围激光器的线性范围指激光器能线性工作的最大范围，通常它越大越好，我们可以用饱和电流(即激光器输出饱和时对应的激励电流，当激励电流超过饱和电流时，再加大激励，也不能使输出光功率增加，这时可能会造成激光器的损坏)与阈值电流之差来近似的代表其线性范围，实际上在线性范围内，激光器的输出光功率随注入电流变化的曲线，也不是绝对的直线，我们总是希望它尽量接近直线，使其非线性失真指标尽可能小，当温度升高时，阈值电流以1%—2%/ ºC的速度增大，而饱和电流则相应降低，使激光器的线性范围减小，因此在激光器内部要加温控装置，保持其工作稳定。
5、带内平坦度普封装的激光器由于引线电感等分布参数的影响，频率响应并不理想，一般为±1dB （750MHZ带宽），在CATV领域，激光器的封装形式一般为蝶形封装，这种封装引线最短。
6、激光器的温度特性激光器的特性对温度相当敏感，随着结温的升高，其输出功率将降低，当结温过高时，其输出功率将急剧减小，甚至损坏激光器，另外，随着结温的升高，其门限电流也将增大，噪声增加，波长变化。
激光原理3.1激光器的输出特性
x2 Ly22zkL212Lz0
2z0
忽略由于z变化引起的 的微小变化，用 ( z0 ) 代替 (z) ，则在腔轴附近有
z z0
2z
1
L 2z L
2
x2
y2 L
2z0
umnx,y,zCmH n m
2
12
w2s xHn
2
12
w2s y
exp122x2w s2y2ex pix,y,z
(x ,y ,z) k L 2 (1 ) 1 2x 2 L y 2 (m n 1 )(2 )
arctg1 1 arctgL L 2 2zz
图3-7 计算腔内外光场分布的示意图
a2
考虑：L,R>>a >>λ ， L
«
L
2
a
u m n C m H m n (X )H n (Y )e X 2 2 Y 2;其 X 中 x2 L ,Y y2 L
本征值近似解
e mn
i[k L(mn1)]
2
3.2.1 共焦腔镜面上的场分布
1.方形镜面共焦腔自再现模积分方程的解析解
(2) 每个q值对应一个驻波，称之为：纵模，q为纵模序数。
(3)
kL
22q k2νc
νmnq2qLc2cL mn2qLc
2. 纵模频率间隔
(1) 腔内两个相邻纵模频率之差称为纵模的频率间隔
ν m n2 q qL c2cL m n ν q ν q 1 ν q 2 c L
➢举例1：10cm腔长的He-Ne激 光器可能出现的纵模数（一种，
➢共焦腔与平行平面腔之不同
1 镜面上基模场的分布
平行平面腔基模 分布在整个镜面上，呈偶对称性分布，
半导体激光器光学特性测量实验报告
半导体激光器光学特性测量实验学号：姓名：班级：日期：【摘要】激光器的三个基本组成部分是：增益介质、谐振腔、激励能源。
本实验通过测量半导体激光器的输出特性、偏振度和光谱特性，进一步了解半导体激光器的发光原理，并掌握半导体激光器性能的测试方法。
【关键词】半导体激光器、偏振度、阈值、光谱特性一、实验背景激光是在有理论准备和实际需要的背景下应运而生的。
光电子器件和技术是当今和未来高技术的基础之一。
受激辐射的概念是爱因斯坦于1916年在推导普朗克的黑体辐射公式时提出来的, 从理论上预言了原子发生受激辐射的可能性，这是激光的理论基础。
直到1960年激光才被首次成功制造（红宝石激光器）。
半导体激光（Semiconductor laser）在1962年被成功发明，在1970年实现室温下连续输出。
半导体激光器的结构从同质结发展成单异质结、双异质结、量子阱（单、多量子阱）等多种形式，制作方法从扩散法发展到液相外延(LPE)、气相外延(VPE)、分子束外延(MBE)、金属有机化合物气相淀积(MOCVD)、化学束外延(CBE) 等多种工艺。
由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制及价格低廉等优点, 使得它目前在各个领域中应用非常广泛。
半导体激光器已经成功地用于光通讯和光学唱片系统，还可以作为红外高分辨率光谱仪光源，用于大气检测和同位素分离等；同时半导体激光器成为雷达，测距，全息照相和再现、射击模拟器、红外夜视仪、报警器等的光源。
半导体激光器与调频器、放大器集成在一起的集成光路将进一步促进光通讯和光计算机的发展。
半导体激光器主要发展方向有两类，一类是以传递信息为目的的信息型激光器，另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器。
本实验旨在使学生掌握半导体激光器的基本原理和光学特性，利用光功率探测仪和CCD光学多道分析器，测量可见光半导体激光器输出特性、不同方向的发散角、偏振度，以及光谱特性，并熟悉光路的耦合调节及CCD光学多道分析器等现代光学分析仪器的使用，同时进一步了解半导体激光器在光电子领域的广泛应用。