半导体激光器的工作原理

根据固体的能带理论，半导体材料中电子的能级形成能带。高能量的为导带，低能量的为价带，两带被禁带分开。引入半导体的非平衡电子-空穴对复合时，把释放的能量以发光形式辐射出去，这就是载流子的复合发光。

一般所用的半导体材料有两大类，直接带隙材料和间接带隙材料，其中直接带隙半导体材料如GaAs（砷化镓）比间接带隙半导体材料如Si有高得多的辐射跃迁几率，发光效率也高得多。

半导体复合发光达到受激发射（即产生激光）的必要条件是：①粒子数反转分布分别从P型侧和n型侧注入到有源区的载流子密度十分高时，占据导带电子态的电子数超过占据价带电子态的电子数，就形成了粒子数反转分布。②光的谐振腔在半导体激光器中，谐振腔由其两端的镜面组成，称为法布里一珀罗腔。③高增益用以补偿光损耗。谐振腔的光损耗主要是从反射面向外发射的损耗和介质的光吸收。

半导体激光器是依靠注入载流子工作的，发射激光必须具备三个基本条件：

（1）要产生足够的 粒子数反转分布，即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数；

（2）有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用，使受激辐射光子增生，从而产生激光震荡；

（3）要满足一定的阀值条件，以使光子增益等于或大于光子的损耗。

半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质（即利用电子）在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。

半导体激光器优点：体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。

所谓半导体的辐射主要是器件在工作时产生的电磁场辐射，其他如有X射线功能的半导体器件辐射在特殊工种中才会遇到。日常如手机在拨号时会产生较大电磁场（>100mv),又如电脑显示器，电视机等都会有大小不等的磁场产生。人受辐射的影响是一个潜移默化的理论，当下城市大多人的正常生活中每天都会有半导体的辐射存在，但大多都是很小的磁场（<50MV，我曾经用示波器做过实验），基本不会担心有什么直接危害，但是长期的辐射下工作加上个人本身体质的原因，是有或多或少的影响，比如你会听说某核工业基地周围的人群癌症发病率高等案例，半导体器件的辐射没核辐射那么严重但你如果问危害的话就是类似原理，通过个人体质增强，注意饮食搭配，减少持续受辐射时间都是减少辐射危害的有效办法。

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