光电测试技术激光原理技术

1 激光原理和技术简介 2 一、光子的基本特性 爱因斯坦根据光电效应实验并结合普朗克 能量子假说，提出了光量子理论： 光是一种以光速c运动的光子流，光子和 其它基本粒子一样，具有能量、动量和质量。 它的粒子属性（能量、动量、质量等）和波动 属性（频率、波矢、偏振等）之间的关系满足 ： 激光原理和技术简介 3 (4)、光子具有两种可能的独立偏振态，对应 于光波场的两个独立偏振方向； (5)、光子具有自旋特性，并且自旋量子数为 整数，是玻色子。（电子的自旋量子数 ，是费米子。） 4 (1) 自发辐射 光子能量： 自发跃迁概率： 单位时间、单位体积内，E2 上粒子的减少为 ： 处于高能级态的原子 自发跃迁到低能级态 ，并同时向外辐射出 一个光子（自发辐射 只与原子本身性质有 关，与辐射场的 无关） 。 二、 光辐射的量子理论基础 1、三种跃迁 5 受激吸收概率： 为爱因斯坦吸收系数, 只与粒子本身的性质有关。 为辐射场能量密度 为E1能级上的原子数密度, （2） 受激吸收 处于低能级态的原子在一定 条件下的辐射场作用下，吸 收一个光子， 跃迁到高能 级态。 于是有： 为 自发辐射寿命。 6 (3) 受激辐射 受激辐射的概率： 称为爱因斯坦受激发射系数。 处于高能级态的原子 在一定条件下的辐射 场作用下，跃迁到低 能级态，并同时辐射 出一个与入射光子完 全一样的光子。 受激辐射与自发辐射的重要区别在于其相干性 。 7 2、爱因斯坦关系 设一个原子系统有特定两个能级 ,其简并度 为 （同一量子态占据的光子数目）, 在温度T 下处于热平衡状态, 能级的原子占有数密度分别为 ,则原子系统从辐射场中吸收能量 后,单位时间内 从 跃迁到 能级的原子数为： 单位时间内，的原子数为： 由于系统处于热平衡状态，则应有： 即： 8 所以有： 热平衡状态下， 按波尔兹曼分布： 即： 9 热平衡条件下，光辐射的能量密度的普朗克公式为 ： 比较两式有： 上述两式即著名的爱因斯坦关系式。 若两能级的简并度相同，则有： 10 结论： u 三个爱因斯坦系数是相互关 联的。 u对一定的原子体系而言，自发跃迁系数 A21 与受激辐射系数 B21 之比正比于 的三 次方，因而 两能级相差越大， 就越高，A，B的比值就越大，也就是 越高，自发辐射越容易，受激辐射越困难。 一般在热平衡下，主要是自发辐射。 11 单位体积内粒子自发跃迁所辐射的功率为 以上推理都是认为能级是理想的无宽度 的、从而粒子辐射是单色的，也就是能量集 中在单一频率上。 实际上，自发辐射并非单色的，而是分 布在中心频率附近的一个有限范围内，这一 现象称为光谱线展宽。 3、 光谱线展宽 12 考虑谱线展宽的情况，自发辐射的功率应 是频率的函数，则总的自发辐射的功率为： 光谱线的线性函数 ： 其满足归一化条件 ： 13 （1）受激辐射下光谱线展宽的类型 均匀展宽： 均匀展宽的特点是，引起展宽的机 制对于每一粒子而言都是相同的。任何一个粒子 对谱线展宽的贡献都是一样的，每一个发光粒子 都以洛沦兹线型发射。主要有自然展宽、碰撞展 宽、热振动展宽。 非均匀展宽： 非均匀展宽的特点是，粒子体系 中粒子发光只对谱线内与其中心频率相对应的部 分有贡献。这种展宽主要有多普勒展宽与残余应 力展宽。 14 （2）均匀展宽的分析 自然展宽 由于粒子存在固有的自发跃迁，从而 导致它在受激能级上的寿命有限形成的 。 由傅立叶变换得其频谱分布为： 15 自发辐射的功率为： 总功率为： 所以： 当有： 16 因此有： 得： 于是有 ： 也可写成： 17 碰撞展宽 由于大气中大量粒子无规则运动碰撞产生 的，包括两种情况：激发态的粒子与其他粒 子发生非弹性碰撞将自己的能量传递出去而 回到基态或者是粒子发射的波列发生无规则 的相位突变。 18 线宽为： 自然展宽与碰撞展宽共同作用产生的线型 函数合称为均匀展宽的线型函数，表示为： 19 热振动展宽 由于晶格振动引起的，晶格原子的热 震动使发光粒子处于随时间周期性变化的 晶格场中，引起能级振动。这种展宽与温 度有关，但其线型函数解析式很难求，只 能由实验测出。 20 （3）非均匀展宽的分析 多普勒展宽 由于气体物质中的粒子作热运动所 产生的辐射的多普勒频移引起的。 考虑气体分子热运动的速率统计分布： 对于一维运动 21 于是有： 从而有 上式称为多普勒线型 函数，具有高斯函数 形式，相应的线宽为 22 当 时 （最大值） 也可表示为： 多普勒展宽实际上是一种统计结果。 23 残余应力展宽 由固体激光物质内部残余应力引起的 ，其中一种是晶格缺陷所致，非均匀分布 的缺陷引起不同位置的粒子 不同，物质 本身原子的无规则排列也会引起。 24 三、激光的产生 1、普通光源的发光受激吸收和自发辐射 常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等）是由于物质在受到 外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就 会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。激 发的过程是一个“受激吸收”过程。处在高能级（E2)的电子寿命 很短（一般为108109秒），在没有外界作用下会自发地向 低能级（E1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射。辐射光 子能量为 h=E2-E1 这种辐射称为自发辐射。原子的自发辐射过程完全是一种随机 过程，各发光原子的发光过程各自独立，互不关联，即所辐射 的光在发射方向上是无规则的射向四面八方，另外位相、偏振 状态也各不相同。由于激发能级有一个宽度，所以发射光的频 率也不是单一的，而有一个范围。 25 2、激光 激光英文单词为：Laser,它是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写,意思是受激辐射的 光放大。 26 3、受激辐射和光的放大 受激辐射的过程大致如下：原子开始处于高能级E2 ，当一个外来光子所带的能量h正好为某一对能 级之差E2-E1,则这原子可以在此外来光子的诱发下 从高能级E2向低能级E1 跃迁。这种受激辐射的光 子有显著的特点，就是原子可发出与诱发光子全 同的光子，不仅频率（能量）相同，而且发射方 向、偏振方向以及光波的相位都完全一样。于是 ，入射一个光子，就会出射两个完全相同的光子 。这意味着原来光信号被放大。这种在受激过程 中产生并被放大的光，就是激光。 27 必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式 充分条件：起振和稳定振荡（形成稳定激光 ） 4、激光产生的条件 28 5、粒子数反转 一个诱发光子不仅能引起受激辐射，而 且它也能引起受激吸收，所以只有当处在高 能级的原子数目比处在低能级的还多时，受 激辐射跃迁才能超过受激吸收，而占优势。 由此可见，为使光源发射激光，而不是 发出普通光的关键是发光原子处在高能级的 数目比低能级上的多，这种情况，称为粒子 数反转。 但在热平衡条件下，原子几乎都处于最 低能级（基态）。因此，如何从技术上实现 粒子数反转则是产生激光的必要条件。 29 6、工作物质、亚稳态 前面分析了产生激光的必要条件是受激 辐射，而粒子数反转又是产生激光的一个条 件，激光的产生必须选择合适的工作介质， 可以是气体、液体、固体或半导体。在这种 介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激 光的必要条件。显然亚稳态能级的存在对实 现粒子数反转是非常必须的。 30 7、形成粒子数反转的结构-原子能级系统 二能级系统 考虑一个二能级（ ）系统的粒子数的分布情 况。设有一光束通过此系统，频率为： 由于受激吸收和发射的存在，光束的能量要发生变化 。经dt时间后有： 单位体积因吸收减少： 单位体积因发射增加： 能量总的变化为： 31 由爱因斯坦关系得： 由上式可知，光束在传播过程中能量密度的增减 由括号中运算的值决定。据此可以把工作物质状 态分为两类： （1）粒子数正常分布，满足： 当物质处于热平衡时有： 32 由于 于是粒子数分布总有 工作物质中具有较低能量的 一个能级上的粒子数大于较 高能量的一个能级上的粒子 数即粒子数正常分布。 正常分布 33 （2）粒子数反转，满足： 光束在此工作物质中传播光能密度不断增加 。 反转分布 34 二能级系统不能充当激光工作物质, 因为其不能实现粒子反转。 如果激光器运转过程中有关的能级只有两个，用 有效的激励手段把处于下能级E1的原子尽可能多地抽 运到上能级E2。设能级E1和E2上单位体积内的原子数 分别为n1和n2，自发辐射、受激吸收和受激辐射的概 率分别为A21、W12和W21。如果能级统计权重相等，因而 W12=W21=W。E2能级上粒子数n2的速率方程为 dn2/dt=W(n1-n2)-A21n2, 当达到稳定时，dn2/dt=0，n2/n1=W/(W+A21) ，可见， 不管激励手段如何强，（A21+W）总是大于W，所以n2 n1。这表明，对二能级系统的物质来说，不能实现 粒子数反转。 35 激光物质是三能级或四能级结构 如果激励过程使原子从基 态E1以很大概率W抽运到E3能 级，处于E3的原子可以通过自 发辐射跃迁回到E2或E1。假定 从E3回到E2的概率A32大大超 过从E3回到E1的概率A31，也 超过从E2回到E1的概率A21， 则利用泵浦抽运使WW23或 WW12时，E2和E1之间就可 能形成粒子数反转。 三能级系统 n2 n1 n3 E1 E2 E3 36 在外界激励下，基态E1的 粒子大量地跃迁到E4，然后迅 速转移到E3。E3能级为亚稳态， 寿命较长。E2能级寿命较短， 因而到达E2上的粒子会很快回 到基态E1。所以在E3和E2之间可 能实现粒子数反转。由于激光 下能级不是基态，而是激发态 E2，所以在室温下激光下能级 的粒子数很少，因而E3和E2间的 粒子数反转比三能级系统容易 实现。 n1 四能级系统 E1 E2 E3 E4 N2 n3 n4 (快） (慢） 37 8、泵浦源 必须用外界能量来激励工作物质，建立粒子数 反转分布状态。将粒子从低能级抽运到高能级态的 装置，称为泵浦源。它是形成激光的外因。激光器 是一个能量转换器件，它将泵浦源输入的能量转变 为激光能量。 从直接完成粒子数反转的方式来分，泵浦方式 可分为：光激励方式、气体辉光放电或高频放电方 式、直接注入电子方式、化学反应方式、热激励、 冲击波、电子束、核能等方式。 38 9、谐振腔 谐振腔的作用是限制输出模式，同时还对激光频 率、功率、光束发散角及相干性都有影响。 光学谐振腔结构 39 谐振腔的作用 (1) 使激光具有极好的方向性( 沿轴线) (2) 增强光放大作用( 延长了工作物质 ) (3) 使激光具有极好的单色性( 选频 ) 40 10、起振条件阈值条件 稳定振荡条件增益饱和效应 由于R21，光在镜面上总有透射损失，镜面和腔内 激活介质还存在吸收、散射等损失。因此光的增益超过 损失时，光波才能被放大，进而振荡，即有阈值。 激光强度将随传播距离的增加而呈指数关系上升，但 是激光强度不会无限制地增大。 当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一 个常量；而当入射光强增加到一定时，增益系数将减小 ，这种现象称为增益饱和现象。 41 11、激光产生和激光器的组成 激光器由三部 分组成： 工作物质 谐振腔 泵浦源 42 灯泵浦的激光器结构图 43 12、激光的特点 激光与其他光源相比具有三大特点 方向性好 单色性好 相干性好 44 13、常见激光器的种类 自1960年第一台红宝石激光器问世以来，激光器 的发展非常迅速。激光工作物质已包括晶体、玻璃、 气体、半导体液体及自由电子等数百种之多。激励方 式有激光激励，热激励，化学激励和核激励等多种方 式。 固体激光器（红宝石激光器） 气体激光器（氦氖激光器） 半导体二极管激光器 染料激光器（用在液体中能发出荧光的有机染料分子 作为激活剂） 45 1.5.1 固体激光器 固体激光器是指以绝缘晶体或玻璃为工作物质的 激光器。少量的过度金属离子或稀土离子掺入晶体或 玻璃，经光泵激励后产生受激辐射作用。 1.光泵激励 固体激光器普遍采用光激励方式把基态的粒子抽 运到激发态，以形成集居数反转。 光泵激励分为气体放电灯激励和半导体激光器两 种方式。 46 以气体放电灯为激励光源是第一台激光器问世以 来广泛采用的一种激励方式。脉冲激光器采用脉冲氙 灯，连续激光器采用氪灯或碘钨灯。 气体放电灯激励的能量转换环节多，其辐射光谱很 宽，只有一部分能量分布在激光工作物质的有效吸收 带内，因此，激光器的效率很低，最常见的Nd:YAG 激光器的效率在1%-3%之间。 47 半导体激光器激励的固体激光器的总效率可做到 7%-20%，远远高于放电灯激励的固体激光器。此外 ，它还有小型化、全固态、长寿命等特点。 半导体激光器泵浦可采用端面泵浦与侧面泵浦两 种形式。端面泵浦固体激光器阈值功率低，效率高 。由于列阵的发光面积大，采用侧面泵浦方式更为 有利。 全固态激光器 48 2.红宝石激光器 红宝石是掺有少量Cr2O3的Al2O3晶体。 4A2 4F2 4A24F1 360nm-450nm 510nm-600nm 4A22E 692.9nm（R1） 694.3nm（R2） 49 红宝石激光器属三能级系统，有较高的泵浦能量 阈值，所以通常只能以脉冲方式运转。但由于是三能 级运转，阈值泵浦能量高，应用远不如钕激光器广泛 。又由于其输出的是可见光，在动态全息、医学等方 面仍有应用价值。 50 3.钕激光器 钕激光器是使用最广泛的激光器。以Nd3+部分取 代Y3Al5O12晶体中Y3+离子的激光工作物质称为掺钕钇 铝石榴石（简称Nd:YAG）。 4I9/24F5/2 2H9/2 810nm 4I9/2 4F7/2 4S3/2 750nm 4F5/2 2H9/2 4F3/2 4F3/24F7/2 4S3/2 4F3/24I11/2 1064nm 4F3/24I9/2 950nm 4F3/24I13/2 1319nm 51 4F3/2向4I13/2跃迁属于四能级系统，跃迁几率小 ，只是在设法抑制1064nm激光的情况下，才能产 生1319nm的激光。 4F3/2向4I9/2跃迁属三能级系统，在室温下难以 产生激光。 Nd:YAG激光器属四能级系统，其泵浦能量阈 值比红宝石激光器低得多，而且钇铝石榴石晶体 还具有高的热传导率，易于散热，因此Nd:YAG激 光器不仅可以单次脉冲运转，还可以用于高重复 率或连续运转。 52 另一类钕激光是钕玻璃激光器，钕玻璃是在 硅酸盐或磷酸盐玻璃中掺入适量的Nd2O3制成的。 可用于大能量激光器。钕玻璃的热传导率低，振 荡阈值较Nd:YAG高，因此不宜用于连续和高重复 率运转。 53 4. 钛宝石激光器 它是一种连续可调固体激光器，其特点是在很宽的波长范 围（660nm-1180nm）内连续可调。钛宝石激光器已取代了染 料激光器。 钛宝石中，少量Ti3+离子（1.2%）取代了Al2O3中的Al3+离 子，自由的Ti3+离子有一个五重简并的最低电子能级2D。在晶 体中，由于晶格场的作用，2D能级分裂为2T2g（基态）和2Eg（ 激发态）两个电子能级，激光跃迁正是发生在这两个能级之间 。 钛宝石激光器具有四能级系统。 钛宝石激光器大多采用激光泵浦。可用做泵浦源的激光器 有氩离子激光器、铜蒸汽激光器、倍频的Nd:YAG或Nd:YLF激 光器。激光器的调谐可通过谐振腔中的波长选择元件实现。 54 55 R为Ti3+离子和配位体离子的距离，二者的相对振动产生 一系列振动能级，图中用横线表示。由于振动能级的能量间隔 很小，因此大量的振动能级构成了准连续的能带。带间的电子 振动跃迁形成了波长范围400nm-600nm的宽吸收带，峰值吸收 波长约为490nm。在光泵作用下可产生660nm-1180nm的宽荧 光谱带，其峰值波长在790nm附近。 处于基态2T2g的Ti3+吸收泵浦光的能量并跃迁到2Eg能级的 较高振动态，然后经无辐射跃迁降落到较低振动态。于是2Eg 能级的低振动态和2T2g能级的一系列振动态之间形成了集居数 反转。激光波长取决于2T2g哪一个振动能级为终端能级。终端 能级Ti3+离子通过快速声子弛豫过程返回低振动态。 56 1.5.2 气体激光器 气体激光器是以气体或金属蒸汽作为工作物质的 激光器。气体激光器光束的方向性好、单色性好。但 气体的激活粒子密度远小于固体，需要较大体积的工 作物质才能获得足够的输出功率，因此气体激光器的 体积一般比较庞大。通常采用气体放电泵浦方式。除 气体放电泵浦外，气体激光器可采用化学泵浦、热泵 浦及核泵浦等方式。 57 1.He-Ne 激光器 He-Ne 激光器是最早研制成功的气体激光器。 在可见光及红外波段可产生多条谱线，其中最强的 是632.8nm、1.15um、3.39um。放电管长数十厘米 的He-Ne 激光器输出功率为毫瓦量级，放电管长 1m-2m的激光器其输出功率可达几十毫瓦。由于其 可输出连续可见光，而且结构简单、体积较小、价 格低廉等优点，在准直、定位、全息照相、测量、 精密计量、光盘录放等方面得到了广泛应用。 58 阴极和阳极间通过充有氦氖混合气体的 毛细管放电使氖原子的某一对或几对能级间 形成集居数反转。虽然混合气体中氦的含量 数倍于氖，但激光跃迁只发生在氖原子的能 级间，氦作为辅助气体用来提高泵浦效率。 59 以632.8nm激光为例说明其激励机制： 在一定条件下，阴极发射的电子向阳极运动并 被电场加速，快速电子与基态的He原子发生非弹性 碰撞时，将He原子激发到激发态21S0而自身减速。 21S0是亚稳态，可积累大量He原子。当激发态He原 子（表示为He*）和基态Ne原子发生非弹性碰撞时 ，将Ne原子激发到3S2能级，这一过程称为共振能量 转移，可表示为 He*（ 21S0）+Ne（ 11S0） Ne*（ 3S2）+He （ 11S0 )+E（-386）cm-1 60 61 由于He原子的21S0和Ne原子的3S2能级十分接近 ，因而产生很大的共振能量转移截面。 而激光跃迁的下能级2P4上的Ne原子仅来源于电 子碰撞激发和高能级的串级激发，其寿命又比上能 级3S2的寿命小一个量级，所以在Ne原子的3S2和2P4 能级间很容易建立集居数反转状态并实现连续激光 运转。 He-Ne 激光器有三条最强的激光谱线(632.8nm ，1.15um，3.39um），哪一条谱线起振取决于谐振 腔介质膜反射镜的波长选择。 62 由于632.8nm和3.39um两条谱线具有相同的上能 级，因此这两条谱线之间存在竞争。由于增益系数正 比于波长的三次方，在较长的632.8nm He-Ne 激光器 中，虽然介质膜反射镜对632.8nm波长的光具有较高 的反射率，仍然会产生较强的3.39um波长的放大的 自发辐射和激光，这将使上能级集居数减少而导致 632.8nm激光功率下降。 为了获得较强的632.8nm激光输出，可采用以下 方法抑制3.3.9um辐射的产生：借助腔内棱镜色散使 3.39um激光不能起振在腔内插入对3.39um波长的光 吸收元件；借助轴向非均匀磁场使3.39um谱线线宽 增加，从而使其增益下降。 63 影响He-Ne 激光器输出功率的因素除工作物质尺寸、谐振腔损 耗和输出耦合外，还有气体放电电流参数、充气气压、He气与 Ne气两种气体的比例及毛细管的管径等。 He-Ne 激光器输出功率并不随放电电流的增加单调上升，其间 存在一使输出功率最大的最佳放电电流。 He-Ne 激光器输出功率与充气压强p和管径d有关，存在一个使 输出功率最大的最佳pd值。 He气与Ne气两种气体的比例也会影响输出功率。产生激光的Ne 原子比例过小会使输出功率减小，但是由于Ne的电离电位较低 ，其比例过大会因电离过多而使电子、离子数目增加，在较小 的电场下就能维持一定的放电电流，低电场导致电子温度下降 使激发速率降低，从而输出功率随之降低。 64 2.Ar+激光器 中性Ar原子的电子组态3P6，放电过程中，Ar与 快速电子碰撞后电离，形成基态氩离子，其电子组态 为3P5。激光跃迁发生在Ar+的电子组态3P44P和3P44S 之间。由于3P44P和3P44S电子组态均对应若干个能级 ，所以连续工作的Ar+激光器可产生9条蓝绿光谱线， 其中最强的是488nm和514.5nm。在腔内插入棱镜等色 散元件，可获得单谱线激光。 65 66 激光跃迁上能级（4P）粒子的积居主要通过三 种途径实现： 基态Ar+与电子碰撞后直接跃迁到4P能级； 基态Ar+与电子碰撞后跃迁到高于4P的其他能级，再 通过级联辐射跃迁至4P能级； 基态Ar+与电子碰撞后跃迁到低于4P的亚稳态后再 次与电子碰撞并跃迁至4P能级。 67 由于Ar原子的电离能量（约15eV）和激光跃迁 上能级的激发能量（约20eV）较高，正常运转所要 求的平均电子动能（温度）很高。而且Ar+激光器必 须采用大电流弧光放电激发。 为了提高放电电流密度，放电应集中在毛细管 中心1mm-2mm范围内。为此沿放电毛细管加一轴向 磁场，磁场的洛仑兹力可约束电子和离子向管壁扩散 。但在使电子集中在管中心的同时也大大降低了轴向 电场强度，从而导致电子温度和电离度降低，因此存 在一个使输出功率最大的最佳磁场强度值。 68 3.CO2激光器 CO2激光器的主要特点是输出功率大、能量转换效率高、 输出波长（10.6m）正好处于大气窗口。因此，广泛应用于 激光加工、医疗、大气通信及军事领域。 CO2激光器以CO2、N2和He的混合气体作为工作物质。 激光跃迁发生在CO2分子的电子基态的两个振动-转动能 级之间。N2的作用是提高激光上能级的激励效率，He则有助 于激光下能级的抽空。 分子的总能量包括以下四部分：电子绕核运动的能量 ；分子中原子的振动能量；分子的转动能量；分子的 平动动能。其中前三种运动的能量是量子化的。 69 N2分子只有一种振动方式，图中所示为振动量子数等于0 和1的振动能级。CO2分子的三个原子以对称振动、弯曲振动和 反对称振动三种方式相对振动，以1、2 和3分别表示振动量 子数，其取值为零或正整数。 70 0001向1000跃迁产生10.6um波长的激光，0001向0200跃迁 产生9.6um波长的激光。由于以上跃迁具有同一上能级，而且 0001向1000跃迁的几率大得多，所以CO2激光器通常只输出 10.6um激光。若要得到9.6um波长的激光振荡，则必须在谐振 腔中放置波长选择元件抑制10.6um的激光振荡。 在CO2激光器中，通过以下三个过程将CO2分子激发到 0001能级： 直接碰撞 级联跃迁 共振转移：几率最大，作用也最显著。 71 CO2分子激光下能级的抽空主要依靠气体分子间的碰撞。 基态He与0110能级CO2分子的碰撞大大缩短了该能级的寿命 ，相应地也大大缩短了激光下能级的寿命。此外，由于He气 具有较高的热传导率，He气的加入会加速热量向管壁的传递 ，降低了放电空间的气体温度，这也会有效降低激光跃迁下 能级的集居数密度。 CO2激光器的种类较多，主要分为以下四类： 纵向流动CO2激光器 封离CO2激光器 横向流动CO2激光器 波导CO2激光器 72 常用的气体激光器还有N2分子激光器和准分子激 光器，输出激光波长都在紫外波段。 73 1.5.3 半导体二极管激光器 半导体二极管激光器体积小、寿命长、输出功率大、效 率高，可采用简单的电流注入方式泵浦。 半导体二极管激光器的工作电压与集成电路兼容，因此 可与集成电路集成。 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。 半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激 光打印等方面有广泛的应用。 74 半