激光器的设计与制作
44瓦超高功率808nm半导体激光器设计与制作
44瓦超高功率808 nm半导体激光器设计与制作仇伯仓，胡海，何晋国深圳清华大学研究院深圳瑞波光电子有限公司1. 引言半导体激光器采用III-V化合物为其有源介质，通常通过电注入，在有源区通过电子与空穴复合将注入的电能量转换为光子能量。
与固态或气体激光相比，半导体激光具有十分显著的特点：1）能量转换效率高，比如典型的808 nm高功率激光的最高电光转换效率可以高达65%以上[1]，与之成为鲜明对照的是，CO2气体激光的能量转换效率仅有10%，而采用传统灯光泵浦的固态激光的能量转换效率更低, 只有1%左右；2）体积小。
一个出射功率超过10 W 的半导体激光芯片尺寸大约为mm3, 而一台固态激光更有可能占据实验室的整整一张工作台；3）可靠性高，平均寿命估计可以长达数十万小时[2]；4）价格低廉。
半导体激光也同样遵从集成电路工业中的摩尔定律，即性能指标随时间以指数上升的趋势改善，而价格则随时间以指数形式下降。
正是因为半导体激光的上述优点，使其愈来愈广泛地应用到国计民生的各个方面，诸如工业应用、信息技术、激光显示、激光医疗以及科学研究与国防应用。
随着激光芯片性能的不断提高与其价格的持续下降，以808 nm 以及9xx nm为代表的高功率激光器件已经成为激光加工系统的最核心的关键部件。
高功率激光芯片有若干重要技术指标，包括能量转换效率以及器件运行可靠性等。
器件的能量转换效率主要取决于芯片的外延结构与器件结构设计，而运行可靠性主要与芯片的腔面处理工艺有关。
本文首先简要综述高功率激光的设计思想以及腔面处理方法，随后展示深圳清华大学研究院和深圳瑞波光电子有限公司在研发808nm高功率单管激光芯片方面所取得的主要进展。
2.高功率激光结构设计图1. 半导体激光外延结构示意图图2. 外延结构以及与之对应的光场分布图3. 量子阱限制因子与SCH层厚度之间的关系图4. 光束发散角与SCH层厚度之间的关系图1给出了一个典型的基于AlGaAs材料的808 nm半导体激光外延结构示意图，由其可见，外延结构由有源区量子阱、AlGaAs波导以及AlGaAs包层材料组成，在材料选取上包层材料的Al 组分要高于波导层材料的Al组分，以保证在材料生长方向形成波导结构，即材料对其中的光场有限制作用（见图2）。
激光器件4-固体激光器设计
29
等曲率半径腔
W1,22
R
L 2R
1 2 L
W02
2
[L(2R
L)]1
2
当R>>L
W1,22
W02
RL 1 2
2
共心腔 L=R1+R2 等曲率共焦腔腔
W2 1,2
W02 0
W1,2
R
1
π
α0
rR rL
lL lR
dα]
待求
E为总光能
§2.2.1 聚光腔
dα (lR lL )dθ
BA
dα
lL
α
13
ηge
1 π
[α0
π α0
rR rL
lL lR
dα]
1 π [α0
rR rL
θ0 ]
lR
dθ
待求
θ
§2.2.1 聚光腔
P0点的确定
P0
lL F α0
lR
θ0
F’
14
lL lR 2a
§2.2.1 聚光腔
1
聚光腔的作用
从泵浦光源发出的辐射能传输到激光工作物质上的效率，在 很大程度上决定了激光系统的总效率，聚光腔除了给泵浦光 源和工作物质之间提供良好耦合之外，还决定激光物质上泵 浦光密度的分布，从而影响到输出光束的均匀性、发散度和 光学畸变。由于激光工作物质和泵浦灯都安装在聚光腔内， 合理设计聚光腔是决定固体激光器工作性能的重要条件之一。 但并不是所有的固体激光器都需要聚光腔。
激光器设计原理讲解
引言光纤传感器自20世纪70年代以来，以其具有的灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、安全可靠等特点取得了飞速的发展。
同时，这些特性也使它可以实现某些特殊条件下的测量工作，比起常规检测技术具有诸多优势，是传感技术发展的一个主导方向。
作为光纤传感器中关键的光学元件之一的光源，其稳定度直接影响着光纤传感器的准确度。
本文所涉及的光纤传感器采用的是半导体激光器光源，半导体激光器具有单色性好、方向性好、体积小、光功率利用率高等优点，但是，光功率输出受外界环境变化的影响较大。
因此，本文针对半导体激光光源的工作原理和特性，设计了一种简单可行的自动功率控制(APC)驱动电路，通过背向监测光电流形成反馈，实现恒功率控制。
并且，引入了慢启动电路，防止电源电压的干扰，使激光器不会受到每次开启电源时产生的过流冲击，延长了激光器的使用寿命。
经实验验证，该电路解决了激光器在使用中输出功率不稳定的问题，其稳定度优于0.5%，达到了较好的稳流效果。
1 光源的工作原理和特性目前，实际应用的光源有表面光发射二极管(LED)、激光二极管(LD)、超辐射二极管(SLD)、超荧光光源(SFS)等。
随着光纤传感技术的迅速发展，体积小、质量轻、功耗小、容易与光纤耦合的LD等半导体光源应用越来越广泛。
本文主要研究半导体LD的驱动设计。
1.1 LD发光机理分析LD的基本结构为：垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里-珀罗谐振腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光的平面。
其余两侧面则相对粗糙，用以消除主方向外其他方向的激光作用。
当半导体的PN结加有正向电压时，会削弱PN结势垒，迫使电子从N区经PN结注入P区，空穴从P区经过PN结注入N区，这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合，从而发射出波长为λ的光子，其公式λ=hc/Eg， (1)式中 h为普朗克常数;c为光速;Eg为半导体的禁带宽度。
如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。
波长的调节
半导体激光二极管的主要参数
半导体激光器的输出特性
半导体激光二极管的电流特性
• o-a 段，由于激光器只有在被加上足够的电 压和足够的电流才会生成激光。在电流较 小的时候，结区的电子和空穴较少，吸收 大于辐射，增益系数G<0，此时激光器发 出的是普通荧光。 • a-b 段，随着电流增大，结区的电子空穴数 量增多，达到 G>0 时，就会出现光放大现 象，此时激光器发出很亮的荧光。但若增 益小于谐振腔自身的损耗，腔内仍不能产 生光振荡，这就是“超辐射”现象。 • b-c段，只有电流增大到使增益足以补偿损 耗时，才能产生模式明确、谱线尖锐的光 振荡，发出激光。刚好使激光器产生激光 的驱动电流称为阈值电流，以Ith表示。功 率随电流的增大线性增大
P
c
o a
b
Ith I
P－I曲线
输出功率与注入电流的关系
电流特性---电流对波长的调谐
1 g 2
n k n 2
Δβ为传输常数的变化量 Δn为折射率的变化量
Δg为增益系数的变化量
α为线宽增加因子
半导体激光器的注入电流的变化导致的载流子浓度的变化不但会引起 材料折射率的改变，而且也会改变增益系数。因此半导体激光器的波长会 随着注入电流的改变而改变。典型的电流调谐曲线是以阶梯形式变化的。
当有电流通过不同的导体组成的回 路时，除产生不可逆的焦耳热外， 在不同导体的接头处随着电流方向 的不同会分别出现吸热、放热现象。 如果电流从自由电子数较高的一端 A流向自由电子数较低的一端B，则 B端的温度就会升高；反之，B端的 温度就会降低。这是J.C.A.珀耳帖 在1834年发现的。
激光器的设计与制作
Ith P－I曲线
I
输出功率与注入电流的关系
阈值电流与激光器温度的关系
半导体激光器的波长调谐特性
半导体材料中原子按一定规律紧密排列,由于原子间构成共价键结构, 各原子之间保持一定的距离形成空间的周期性势场，电子在这样的周期性 势场中的形成了带状的能量本征态，最外层价电子相对应的能带叫做价带 , 价带上面的能带称为导带,导带底和价带顶的部分称为禁带,其宽度称为带， 激光器发出的光是由电子从导带跃迁到价带时辐射出来的,所以输出光的频 率首先由带隙大致确定。 激光器可以输出的激光频率还要受到谐振腔的限制，只有频率满足 v=kc/2nL,n和L分别为半导体材料的折射率和长度，c为光速，k为大于0的 整数。
半导体激光器的基本特性
激光工作物质：直接带隙半导体材料------砷化稼(GaAs)、
砷化铟(InAs)、铝稼砷(A1xGaAs)、铟磷砷 (InPxAs)等等
谐振腔：半导体介质的自然解理面
构成平行平面腔
泵浦源：通常采用电压很低的
直流电源
三个基本条件
建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布。在半导体中代表电子能 量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带，因此在半导体中要实现粒 子数反转，必须使处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数 大很多，这靠给同质结或异质结加正向偏压，向有源层内注入必要的载流子 来实现，将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。当处于粒子 数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。
电流对波长的调谐
1 g 2
Δβ为传输常数的变化量
n k n
2
Δn为折射率的变化量 Δg为增益系数的变化量 α为线宽增加因子
超低噪声单频可调谐光纤激光器
超低噪声单频可调谐光纤激光器陈月娥;王勇【摘要】研制了一款超低噪声单频可调谐高抗振激光器,介绍了它的工作原理和设计方案.该激光器工作波长为1 550 nm,主要由单频激光谐振腔、保偏光纤放大器以及监控反馈光路组成.采用了精密稳定的闭环温控技术,使得激光器的工作温度极其稳定,温度控制分辨率达0.001℃.使用了鉴频部件及配套闭环系统锁定激光器的输出频率和功率,由此不仅保证了波长和功率的稳定性能,而且大大降低了激光器的低频噪声,同时制备的激光器光学膜也有效地提高了激光损伤阈值.与同类激光器的性能相比,设计的光纤激光器可保证功率稳定性优于1％,相对强度噪声优于-130 dBc/Hz;选择不同类型的种子光源谐振腔,激光器的线宽可控制在1～400 kHz.另外,激光器的最大波长调谐范围为3 nm,输出功率可达1W.在频率为1 Hz时,其相位噪声低于10 μrad·Hz-1/2/m OPD;抗振动能力可达到0.1g(g为重力加速度).【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2013(021)005【总页数】6页(P1110-1115)【关键词】保偏光纤激光器;可调谐激光器;低噪声;抗振;单频【作者】陈月娥;王勇【作者单位】燕山大学理学院,河北秦皇岛066004;浙江嘉莱光子技术有限公司,浙江宁波315336;浙江嘉莱光子技术有限公司,浙江宁波315336【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;TN2421 引言光纤激光器是光纤通信中最具前途的一种光源。
其中，单频光纤激光器在过去的20年中得到了长足发展，并在分布式传感、相干光通信、雷达等领域有着广泛的应用［1－2］。
在获得单频光纤激光输出的众多方法中，分布布拉格反射方法是较为常用的一种，由该方法获得的单频光纤缴光器具有窄线宽、频率可调、相干长度长以及噪声低等性能。
阵列式及分布式的光纤传感技术通常可以满足各种民用监测的需求，故在桥梁、建筑物、公路和石油化工等领域得到了广泛的应用［3］。
半导体激光器原理及结构设计
电流，则电子扩散进P+区。要达到受激，必须增大注入电流。
半导体LD的结构设计—垂直方向结构设计
垂直方向结构设计思想：
从第一只半导体LD的性能来看，要获得应用必须进行结构 设计。垂直方向的结构设计的目的：
降低阈值电流密度Jth； 实现室温下工作； 实现连续注入电流下工作。
p-Ga1-xAlxAs
p-GaAs p-G衬a1-底yAnly-AGsaAs n-Ga1-xAlxAs 衬底n-GaAs
MQWs
半导体LD的结构设计—垂直方向结构设计
量子阱结构LD —量子阱LD的特性
（1）低的Jth 阱内具有相对高的态密度，容易形成粒子数分布反转。 如：GaAlAs/GaAs MQWs LD： Jth ~ 43A/cm2。 DH LD： Jth ~ 500A/cm2
（2）除受有源区Eg控制外，还随阱宽变化 ——可通过改变阱宽在小范围内选择工作波长。
半导体LD的结构设计—垂直方向结构设计
量子阱结构LD —量子阱LD的特性
超晶格带的能量随d的减小而增大，d变小，超晶格带之间的跃迁复 合发射光的能量增大，波长变短。
CB
超晶格带的能量 EExEy2 m 2 d22n2Ey,z
CB
d20nm：有源区内的非平衡载流
E3 E2
子大部分聚集在较低的能量状态；
E1
载流子的复合主要发生在阱内；
其发光波长由有源区（GaAs阱） 中的能级状态决定。
VB
n-GaAlAs
Ehh1 Ehh2 Elh1 Ehh3
p-GaAs p+-GaAlAs
半导体LD的结构设计—垂直方向结构设计
激光加工技术的设计与实现
激光加工技术的设计与实现第一章激光加工技术的概述激光加工技术是一种基于激光器对材料进行加工的新型制造技术，它通过调节激光器输出功率、波长和光束的聚焦位置来实现多种不同的加工效果。
激光加工技术具有精度高、效率高、加工范围广等优点，在航空、汽车、电子、医疗等领域得到广泛应用。
第二章激光加工技术的设计2.1 设计原理激光加工技术的设计原理是通过激光增幅媒介的反向受激发射过程使激光器输出的激光束在通过聚焦透镜之后，聚焦到一个非常小的点上，使其能够达到很高的功率密度，从而使材料受到的热输入足够大，达到加工的目的。
2.2 设计流程激光加工技术的设计流程分为以下几个步骤：1. 确定加工目标：首先需要确定需要加工的材料和加工目标，如需要切割、雕刻、焊接等。
2. 确定激光器参数：根据加工目标，选择适当的激光器，确定输出功率、输出波长、光束质量等参数。
3. 选择透镜和聚焦头：选择适当的透镜和聚焦头对激光进行聚焦和集中，以达到所需的焦点尺寸和功率密度。
4. 设计机械系统：根据加工要求，设计适当的机械系统来实现激光器的移动和材料的定位。
5. 确定加工参数：根据所选材料、激光器参数和焦距等，确定最佳加工参数，如加工速度、功率密度等。
第三章激光加工技术的实现3.1 整体系统实现整体系统实现包括激光器、光学元件、机械系统、控制系统等部分。
激光器的输出经过多组光学元件的聚焦和分配，注入到加工头部，然后通过控制系统对激光器和机械系统进行控制，从而实现对材料的加工。
3.2 加工模式实现加工模式是指在加工过程中，激光束的照射模式，如点、线、面等，不同的加工模式对应不同的加工形式。
激光加工技术的加工模式实现一般有以下几种：1. 点模式：激光束直接聚焦成一个点照射到材料表面，针对性强，适合进行点焊和打孔操作等。
2. 线模式：将激光束聚焦成一条线段，在材料上进行快速轮廓切割等操作。
3. 面模式：将激光束扩大，成为一个平面，进行表面改性等大范围加工。
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七、半导体激光器的应用
信息存储 与处理
军事 应用
半导体激光器的应用
半导体激光器又称为半导体激光二
极管，或简称激光二极管，英文缩写为
LD
(Laser Diode)，是实用中最重要
的一类激光器 。
缺点：半导体激光器当然也有它的缺点:激光性能受温度影响大,光束的发散角
半导体激光器的基本特性
激光工作物质：直接带隙半Байду номын сангаас体材料------砷化稼(GaAs)、
砷化铟(InAs)、铝稼砷(A1xGaAs)、铟磷砷 (InPxAs)等等
谐振腔：半导体介质的自然解理面
构成平行平面腔
泵浦源：通常采用电压很低的
直流电源
三个基本条件
建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布。在半导体中代表电子能 量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带，因此在半导体中要实现粒 子数反转，必须使处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数 大很多，这靠给同质结或异质结加正向偏压，向有源层内注入必要的载流子 来实现，将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。当处于粒子 数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。
器的频率也就随着改变
实际情况
• 由于有两个腔存在,波长要同时满足两个腔的谐振条件很困难,还要满足光栅的衍射条件 所以用普通的FP激光二极管+衍射光栅做成的外腔激光器虽然单模线宽很窄,但是能以 单模工作的波长小范围只是许多个很窄的小区域,并且十分难寻找，其它区域都是跳模 或者多模方式,严重影响了调谐性能,激光器甚至会以脉冲方式工作，其实内腔对线宽压 窄没有太大意义,一般的外腔激光器都使用专门的一面镀了增透膜(反射率<0.005%)的 激光二极管做泵浦，这样相当于只有高反膜和衍射光栅之间的一个谐振腔起作用，使 用衍射光栅形成外腔反馈后半导体激光器的线宽被压窄至数百kHz的量级,并且激光器 工作非常稳定,能满足大多数包括原子物理在内的科学实验的要求。
IBM公司的江崎(L.ESaki)和朱兆祥首先开始的能带工程造就的量子阱激光器以及 应变量子阱激光器
六、半导体激光器的优点
转换效率高：半导体激光器是直接的电子--光子转换器,因而它的转换效率很高。 覆盖的波段范围广：可以通过选用不同的半导体激光器有源材料或改变多
元 化合物半导体各组元的组分,而得到范围很广的激射波长以满足不同的需要。
半导体激光器的波长调谐特性
改变腔长,或者半导体介质的折射率,或者改变增益曲线的位 置,就能对激光器波长进行调谐，通常通过改变温度和电流来达 到这个目的。 温度对波长的调谐
禁带宽度随温度升高变窄，半导体激光器的波长发生红移。典型 的温度调谐曲线如图所示，随着温度的升高，半导体激光器的发射波 长以阶梯形式跳跃变化，跳跃是由增益曲线移动引起的纵模之间的跳 变引起的。
相干性好：就氦氖激光而言，其相干长度可达400km。 能量密度大：激光的亮度是普通光源的上百万倍。与太阳光比，一支功
率仅为1毫瓦的氦氖激光器的亮度要比太阳光强100倍；而一台巨型脉冲固体激光 器的亮度可比太阳亮度高100亿倍。
四、激光器的分类
固体激光器：把金属离子掺入晶体或玻璃基质中
气体激光器：原子气体、分子气体和离子气体 按工作物质分类 液体激光器：有机染料溶液和无机化合物溶液
Hitachi HL7851G 多量子阱激光二极管
增益介质 GaAlAs
标称参数：
工作温度25°C时
输出光波长：785nm 最大输出光功率：50mw 腔长：600微米
波长的温度调谐率：0.05nm/°C
波长的电流调谐率：0.004nm/mA
半导体激光二极管输出的激光的线宽 激光二极管内部谐振腔决定的纵模频率为： ν =kc/2nL 那相应的纵模间隔为： Δν =c/2nL 每个纵模的半高全宽(线宽)为：
Maiman
二、激光器的三要素
Laser
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 表示“受激辐射的光放大” 1964年10月，物理学家钱学森建议称之为-----激光 工作物质
：实现粒子数反转
激励源：使原子被激发
谐振腔：光放大作用
激光器的设计与制作
-----半导体激光技术
主要内容
背景介绍 半导体激光器的基本特性
光栅反馈半导体激光器
背景介绍
一、激光的发展简史
1917年，爱因 斯坦提出了“受激 辐射”的概念，奠 定了激光的理论基 础。 1958年，贝尔实验室的 汤斯和肖洛发表了关于激光 器的经典论文，奠定了激光 发展的基础。
要实际获得相干受激辐射，必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反 馈而形成激光振荡。激光器的谐振腔是由半导体的自然解理面作为反射镜形 成的，用半导体解理面构成共振腔，能获得的反射率一般只有30％左右，为 适应某些应用的要求，腔镜达到高反射率，可以在有源层两侧各交替迭加许 多层折射率不同的半导体材料。
为了形成稳定振荡，激光媒质必须能提供足够大的增益，以弥补谐振腔 引起的光损耗及从腔面的激光输出等引起的损耗，不断增加腔内的光场。这 就必须要有足够强的电流注入，即有足够的粒子数反转，粒子数反转程度越 高，得到的增益就越大，即要求必须满足一定的电流阈值条件。当激光器达 到阈值时，具有特定波长的光就能在腔内谐振并被放大，最后形成激光而连 续地输出。
半导体激光器的功率输出特性
半导体激光二极管输出功率及波长与温度的关系
输出功率与温度的关系
输出波长与激光器温度的关系
半导体激光器的功率输出特性
半导体激光二极管的注入电流
当注入电流I<Ith时，激光器的增益小于谐振腔的损耗，无法形成激 光振荡，激光器输出荧光。当注入电流I>Ith时，输出光功率随注入电流的 增加而迅速增大，产生激光振荡。Ith被称为阈值电流，其大小由激光器的 结构决定并与激光器的温度有关——随着温度的降低，Ith减小。当注入电 流一定时，输出功率随温度降低而增大。
P
Ith P－I曲线
I
输出功率与注入电流的关系
阈值电流与激光器温度的关系
半导体激光器的波长调谐特性
半导体材料中原子按一定规律紧密排列,由于原子间构成共价键结构, 各原子之间保持一定的距离形成空间的周期性势场，电子在这样的周期性 势场中的形成了带状的能量本征态，最外层价电子相对应的能带叫做价带 , 价带上面的能带称为导带,导带底和价带顶的部分称为禁带,其宽度称为带， 激光器发出的光是由电子从导带跃迁到价带时辐射出来的,所以输出光的频 率首先由带隙大致确定。 激光器可以输出的激光频率还要受到谐振腔的限制，只有频率满足 v=kc/2nL,n和L分别为半导体材料的折射率和长度，c为光速，k为大于0的 整数。
光反馈：外腔半导体激光器(Extended/External Cavity Diode Laser,
ECDL)就是通过一个延长的外腔以增加有效腔长,并引入光栅反馈来压窄线宽。
在光反馈技术中，光栅外部反馈是一种简单而有效的方法。
外腔激光器压窄线宽的原理
二极管线宽
k c(1 R) / 2 nL R
电流对波长的调谐
1 g 2
Δβ为传输常数的变化量
n k n
2
Δn为折射率的变化量 Δg为增益系数的变化量 α为线宽增加因子
半导体激光器的注入电流的变化导致的载流子浓度的变化不但会引起 材料折射率的改变，而且也会改变增益系数。因此半导体激光器的波长会 随着注入电流的改变而改变。典型的电流调谐曲线与温度调谐曲线很相似， 也是以阶梯形式变化的。
较大(一般在几度到20度之间),所以在方向性，单色性和相干性等方面较差，但
随着科学技术的迅速发展,半导体激光器的研究正向纵深方向推进,半导体激光器
的性能在不断地提高。
半导体激光器的工作原理
右图是半导体激光器的简化模型，中间的小长 条形区域是掺杂了的有源层,受激辐射的生产和放大 都是在这个区域产生，有源层的一端镀上高反射膜, 另一端镀上14%一70%的反射膜,形成谐振腔，当PN 结加正偏压时,降低了P区和N区之间的势垒,电子和 空穴分别从N区和P区向有源区注入,形成粒子数反转, 电子由导带向价带跃迁时,产生一定波长的光,这些光 在两端面上来回反射通过有源层,同时又引起新的电 子受激跃迁,使光场不断增强，当光的增益大于损耗 时,就形成发射激光的阈值条件,结型激光器提供增益 的手段是加正向电流，当正向电流较小,注入的载流 子较少,增益未能克服腔内的损耗时也能发射光,但这 是自发辐射,当增益超过损耗时,腔内建立起振荡模式, 发射谱线变尖锐,发射亮度剧增,这时开始发射激光,开 始发射激光时的注入电流密度称为阈值电流密Ith。
仍是有意义的。
1967年在半导体激光发展史上一个重要的突破是一反过去用扩散法形成同质PN结 的惯例,而用液相外延的方法制成了单异质结激光器,从而实现了在室温下脉冲工作的半 导体激光器。 1970年, 又实现了双异质结构的半导体激光器,使半导体激光器在室温下
连续工作。这就是第二代半导体激光器---异质结半导体激光器。
使用寿命长：目前用于光纤通讯的半导体激光器，其工作寿命可达到数十万
乃至百万小时。
易调制：具有直接调制的能力并且调制带宽非常高,是半导体激光器有别于其它
激光器的一个重要特点。可用高 达GHZ的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激 光输出，可实行温度调谐和电流调谐。
其它优点：体积小、效率高、寿命长，可采用简单的电流注入方式来泵浦；
1960年，美国人梅曼(T. H. Maiman)发明了世界上 第一台红宝石激光器。 1962年，He－Ne气体激光器在美 国贝尔实验室研制成功。
这两次发明开创了传统的固体激 器和气体激光器的时代，自此，激光 走上了高速发展的道路。此后，半导 体激光器、染料激光器、自由电子激 光器都在相应学科的支持下出现。特 别是八十年代，随着光电子学和半导 体技术的发展，光纤激光器和孤子激 光器相继出现，将激光引入以光电子 和微电子为主的信息时代。