二極管激光器

激光二極管中的P-N結由兩個摻雜的砷化鎵層形成。它有兩個平端結構，平行於一端鏡像（高度反射面）和一個部分反射。要發射的光的波長與連接處的長度正好相關。當P-N結由外部電壓源正向偏置時，電子通過結而移動，並像普通二極管那樣重新組合。當電子與空穴複合時，光子被釋放。這些光子撞擊原子，導致更多的光子被釋放。隨着正向偏置電流的增加，更多的電子進入耗盡區並導致更多的光子被髮射。最終，在耗盡區內隨機漂移的一些光子垂直照射反射表面，從而沿着它們的原始路徑反射回去。反射的光子再次從結的另一端反射回來。光子從一端到另一端的這種運動連續多次。在光子運動過程中，由於雪崩效應，更多的原子會釋放更多的光子。這種反射和產生越來越多的光子的過程產生非常強烈的激光束。在上面解釋的發射過程中產生的每個光子與在能級，相位關係和頻率上的其他光子相同。因此，發射過程給出單一波長的激光束。為了產生一束激光，必須使激光二極管的電流超過一定的閾值電平。低於閾值水平的電流迫使二極管表現為LED，發出非相干光。 ^[1] 

激光二極管本質上是一個半導體二極管，按照P-N結材料是否相同，可以把激光二極管分為同質結、單異質結（SH）、雙異質結（DH）和量子阱（QW）激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低，輸出功率高的優點，是市場應用的主流產品。作為元件材料，使用AlGaAs、InGaAlP、InGaN、ZnO等化合物半導體，由於LSI及Tr、Di等使用的Si躍遷概率（電流轉變為光的概率）較差，因此不適用於激光二極管。

①波長：即激光管工作波長，可作光電開關用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。

②閾值電流：即激光管開始產生激光振盪的電流，對一般小功率激光管而言，其值約在數十毫安，具有應變多量子阱結構的激光管閾值電流可低至10mA以下。

③工作電流：即激光管達到額定輸出功率時的驅動電流，此值對於設計調試激光驅動電路較重要。

④工作電壓：是發出規定的光輸出時需要的正向電壓。

⑤光輸出功率：最大允許的瞬時光學功率輸出。這適用於連續或脈衝操作模式。

⑥暗電流：光電二極管反向偏置時的泄漏電流。暗電流既取決於温度又取決於電壓，理想的二極管/光電二極管在相反的方向上沒有電流。 ^[2]