半导体激光的发展历程

半导体激光称激光二极管(LD)。伴随着半导体物理的发展，早在20世纪50年代就有发明半导体激光器的设想。

60年代初的半导体激光器是同质结型激光器，是一种只能以脉冲形式工作的半导体激光器。在1962年7月举行的固体器件研究国际会议上，麻省理工学院林肯实验室的两位学者克耶斯和奎斯特报告了砷化镓材料的光发射现象。
半导体激光器发展的第二阶段是异质结构半导体激光器，它是由GaAs、GaAlAs等两种不同间隙的半导体材料组成的激光器。SHLD是一种利用异质结提供的势垒将注入电子限制在GaAsP-N结的P区内，从而降低阀值电流密度的激光器。
1970年，人们发明了一种双异质结GaAs-GaAlAs激光器，激光波长为9000，在室温下连续工作。在半导体激光器件中，具有双异质结构的电注人式GaAs二极管激光器成熟、性能好、应用广泛。

自20世纪70年代末以来，半导体激光器明显向两个方向发展，一是以传递信息为目的的信息激光器，二是以提高光功率为目的的功率激光器。在泵浦固体激光器等应用的推动下，大功率半导体激光器(连续输出功率在100W以上，脉冲输出功率在5W以上，可称为大功率半导体激光器)在20世纪90年代取得了突破性进展，标志着半导体激光器的输出功率显著增加。国外大功率半导体激光器商业化，国内样品设备输出达到600W。此外，还有大功率无铝激光、红外半导体激光和量子级联激光等。其中，可调谐半导体激光器通过添加电场、磁场、温度、压力、掺杂盆等改变激光波长，可以方便地调节输出光束。
20世纪90年代末，面发射激光器和垂直腔发射激光器发展迅速。
目前，垂直腔发射激光器已用于千兆位以太网的高速网络。为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储容量大、军用装备小、精度高的需要，半导体激光器的发展趋势主要是向高速宽带LD、大功率LD、短波长LD、盆线和量子点激光器、中红外LD等方面发展。
半导体激光的波长是多少？
对于光通信的研究，一般使用的半导体激光波长为1550nm，其次是1310nm，还有其他的，如850nm和980nm。半导体激光器的常用参数可分为波长、阈值电流Ith、工作电流Iop、垂直发散角、水平发散角和监测电流Im。
(1)波长:即激光管的工作波长，可用于光电开关的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。

(2)阈值电流Ith:即激光管开始产生激光振荡的电流。对于一般的小功率激光管，其值约为几十毫安，具有应变多量子套结构的激光管阈值电流可低于10毫A。
(3)工作电流Iop:即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，对于设计和调试激光驱动电路非常重要。
(4)垂直发散角:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开，一般在15~40左右。
(5)水平发散角度:激光二极管的发光带在与PN结平行方向张开的角度一般在6~10左右。
(6)监控电流Im:即激光管在额定输出功率时流过PIN管的电流。