半導體激光器的發展

激光技術作為工業制造領域的一股核心驅動力量，本身也在不斷向前發展。總結來說，激光器正在向著“更快、更高、更好、更短”這四大方向發展。

自1962年世界上第一臺半導體激光器發明問世以來，半導體激光器發生了巨大的變化，極大地推動了其他科學技術的發展，被認為是二十世紀人類最偉大的發明之一。半導體激光器的應用范圍覆蓋了整個光電子學領域，已成為當今光電子科學的核心技術。由于半導體激光器的體積小、結構簡單、輸入能量低、壽命較長、易于調制以及價格較低廉等優點，使得它在光電子領域中應用也是非常廣泛，已受到世界各國的高度重視。

20世紀60年代初期的半導體激光器是同質結型激光器，它是在一種材料上制作的pn結二極管。在正向大電流注入下電子不斷地向p區注入，空穴不斷地向n區注入。于是，在原來的pn結耗盡區內實現了載流子分布的反轉，由于電子的遷移速度比空穴的遷移速度快，在有源區發生輻射、復合，發射出熒光，在一定的條件下發生激光，這是一種只能以脈沖形式工作的半導體激光器。半導體激光器發展的第二階段是異質結構半導體激光器，它是由兩種不同帶隙的半導體材料薄層，如GaAs，GaAlAs 所組成，最先出現的是單異質結構激光器。單異質結注入型激光器(SHLD)GaAsP -N 結的p區之內，以此來降低閥值電流密度，其數值比同質結激光器降低了一個數量級，但單異質結激光器仍不能在室溫下連續工作。

從20世紀70年代末開始，半導體激光器明顯向著兩個方向發展，一類是以傳遞信息為目的的信息型激光器，另一類是以提高光功率為目的的功率型激光器。在泵浦固體激光器等應用的推動下，高功率半導體激光器(連續輸出功率在100mw以上，脈沖輸出功率在5W以上，均可稱之謂高功率半導體激光器)。

在 20 世紀90年代取得了突破性進展，其標志是半導體激光器的輸出功率顯著增加，國外千瓦級的高功率半導體激光器已經商品化，國內樣品器件輸出已達到 600W。

我國在半導體激光行業發展的首要需求是保障國家戰略安全。半導體激光器是光通信、激光傳感、激光加工、激光泵浦的核心元器件，還可以直接應用于激光雷達、激光測距、激光武器、導彈制導、光電對抗等領域。

從半導體激光器產業與上下游產業的關系來看，其產業帶動能力強、先發效應明顯，在產品中的性能比重遠大于其價格比重。半導體激光器是系統應用的核心競爭力，對器件的功能和可靠性的系統驗證又需要長時間、大樣本量的閉環優化，試錯成本高，形成了較高的“門檻”。在半導體激光器產業成熟的這一過程中，領先者與追趕者的差距被進一步拉大。

我國半導體激光器產業長期處于追趕階段，在某些領域實現引領是行業發展的迫切需求。從實際出發，針對新應用，開發新器件，占據“先發優勢”，是實現超越的有效途徑。