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半导体激光器的研究进展摘要：本文主要述写了半导体激光器的发展历史和发展现状。
以及对单晶光纤激光器进行了重点描述，因其在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值，近年来成为新型固体激光源研究的热点。
一、引言。
激光是20 世纪以来继原子能、电子计算机、半导体之后人类的又一重大发明。
半导体激光科学与技术以半导体激光器件为核心，涵盖研究光的受激辐射放大的规律、产生方法、器件技术、调控手段和应用技术，所需知识综合了几何光学、物理光学、半导体电子学、热力学等学科。
半导体激光历经五十余年发展，作为一个世界前沿的研究方向，伴随着国际科技进步突飞猛进的发展，也受益于各类关联技术、材料与工艺等的突破性进步。
半导体激光的进步在国际范围内受到了高度的关注和重视，不仅在基础科学领域不断研究深化，科学技术水平不断提升，而且在应用领域上不断拓展和创新，应用技术和装备层出不穷，应用水平同样取得较大幅度的提升，在世界各国的国民经济发展中，特别是信息、工业、医疗和国防等领域得到了重要应用。
本文对半导体激光器的发展历史和现状进行了综述，同时因单晶光纤激光器在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值，本文也将对其做重点描述。
二、大功率半导体激光器的发展历程。
1962 年，美国科学家宣布成功研制出了第一代半导体激光器———GaAs同质结构注入型半导体激光器。
由于该结构的激光器受激发射的阈值电流密度非常高，需要5 × 104～1 ×105 A /cm2，因此它只能在液氮制冷下才能以低频脉冲状态工作。
从此开始，半导体激光器的研制与开发利用成为人们关注的焦点。
1963 年，美国的Kroemer和前苏联科学院的Alferov 提出把一个窄带隙的半导体材料夹在两个宽带隙半导体之间，构成异质结构，以期在窄带隙半导体中产生高效率的辐射复合。
随着异质结材料的生长工艺，如气相外延( VPE) 、液相外延( LPE) 等的发展，1967年，IMB 公司的Woodall 成功地利用LPE 在GaAs上生长了AlGaAs。
半导体激光器实验报告摘要：本文旨在通过对半导体激光器的实验研究，探索其基本原理、结构和性能，并分析实验结果。
通过实验，我们了解了激光器的工作原理、调制和控制技术以及其应用领域。
在实验过程中，我们测量了激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等参数，并对实验结果进行了分析和讨论。
1.引言半导体激光器是一种利用半导体材料作为活性介质来产生激光的器件。
由于其小尺寸、高效率和低成本等优点，半导体激光器被广泛应用于通信、光存储、医学和科学研究等领域。
本实验旨在研究不同结构和参数的半导体激光器的性能差异，并通过实验数据验证理论模型。
2.实验原理2.1 半导体激光器的基本结构半导体激光器由活性层、波导结构和光学耦合结构组成。
活性层是激光器的关键部分，其中通过注入电流来激发电子和空穴复合形成激光。
波导结构用于限制光的传播方向，并提供反射面以形成光腔。
光学耦合结构用于引导激光光束从激光器中输出。
2.2 半导体激光器的工作原理半导体激光器利用注入电流激发活性层中的电子和空穴，使其发生复合并产生激光。
通过适当选择材料和结构参数，使波导结构中的光在垂直方向形成反射，从而形成光腔。
当光经过活性层时，激发的电子和空穴产生辐射跃迁，并在激光器中形成激光。
随着光的多次反射和放大，激光逐渐增强，最终从光学耦合结构中输出。
3.实验步骤3.1 实验器材本实验使用的主要器材有半导体激光器装置、电源、光功率计、多道光谱仪等。
3.2 实验过程首先，将半导体激光器装置与电源连接，并通过电源控制激光器的注入电流。
然后，使用光功率计测量激光器的输出功率，并记录相关数据。
接下来，使用多道光谱仪测量激光器的光谱特性，并记录各个波长的输出光功率。
最后，调节激光器的注入电流，并测量波长调制特性。
完成实验后，对实验数据进行分析和讨论。
4.实验结果与分析通过实验测量，我们得到了半导体激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等数据，并对其进行了分析。
实验结果显示，随着注入电流的增加，激光器的输出功率呈现出递增趋势，但当电流达到一定值后，增长速度逐渐减慢。
半导体激光器应用于光纤通信领域的研究与分析随着信息时代的发展，高速、大容量的数据传输需求越来越高。
在这样的背景下，光纤通信技术日益被人们所重视。
光纤通信是利用光的物理性质实现的高速数据传输技术，其传输速度远远高于传统有线通信技术，而且信号损耗小、抗干扰性强、安全可靠等特点，使得它具有广泛的应用前景。
半导体激光器是光纤通信技术中的关键组成部分，它可以作为光发射器或光放大器，在光纤通信系统中发挥着极其重要的作用。
本文将重点探讨半导体激光器在光纤通信领域中的研究和应用。
一、半导体激光器的基本原理半导体激光器是一种利用电子与空穴在半导体材料中复合释放能量的器件。
激光产生的基本原理是：当外加电场作用于半导体材料时，电子被可控地激发至导带、空穴被激发至价带，当电子和空穴在一定能量下复合时，会释放处于激发状态的能量，从而激发原子中电子的跃迁，产生与激发单元之间的相位同步、波长一致、光束聚束的激光光束。
半导体激光器因其结构简单、体积小、功耗低等特点，在通信，医学，工业等领域都得到了广泛的应用。
光纤通信系统需要一套完整的发射与接收系统来传输和检测信息。
半导体激光器广泛应用于光纤通信系统的光发射器和光放大器中。
1.光发射器光发射器是光纤通信系统中的关键组成部分，其主要作用是把通过电子方式表示的数字信号转换成光脉冲信号，并将它们输送到光纤中，使得信息能够在光纤中进行高速传输。
半导体激光器作为一种高功率、长寿命的光源，其在光传输中具有广泛的应用前景。
半导体激光器作为光发射器，在光纤通信系统中广泛应用，因其大小小、功率大、结构简单、易得性好而得到了广泛的应用。
2.光放大器光放大器是光纤通信系统的重要装置之一，它的主要作用是增加信号的强度。
由于光信号在光纤传输过程中会受到衰减，一旦强度低于特定阈值，信号就会在光纤中被衰减，影响信息的传输。
半导体激光器在光放大器中也得到的广泛应用。
主要分为两种放大器，即半导体光纤放大器和半导体光放大器。
半导体激光器的发展及其应用半导体激光器是将电能转变为光能的一种电光转换器件。
它是一种高效、紧凑、可调谐、易于集成和操作的光源。
半导体激光器的发展历程可以追溯到20世纪60年代初期的研究工作，经过几十年的发展，目前已经广泛应用于通信、医疗、显示、材料加工等领域。
半导体激光器最早的发展可以追溯到20世纪60年代初，当时最早的研究工作主要集中在氮化铟（InGaN）材料的研究中。
1970年代，砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）材料得到了广泛使用，并取得了重要的突破。
1980年代初，氮化镓和锗（Ge）等新材料的研究成果使得半导体激光器的性能得到了显著提高。
在半导体激光器的发展过程中，一些关键技术被不断突破。
如量子阱（Quantum Well）结构的引入，使半导体激光器的阈值电流减小、发光效率增加，达到了单模操作和高功率输出的要求。
此外，多量子阱（Multiple Quantum Well）和垂直腔面发射激光器（VCSEL）等新的结构和工艺，也极大地拓展了半导体激光器的应用领域。
半导体激光器在通信领域得到了广泛应用。
由于半导体激光器具有高效、紧凑、可调谐的特点，它已经成为光纤通信系统中的关键部件。
其发展逐渐从波长1310nm向波长1550nm转变，因为在这个波段下，半导体激光器的光纤耦合效率更高，损耗更小。
此外，半导体激光器还可以通过外部调制实现高速数据传输，使其在高速光通信中得到广泛应用。
除了通信领域，半导体激光器还在医疗领域发挥着重要作用。
它被广泛应用于眼科激光手术中，如角膜屈光手术和白内障手术等。
半导体激光器的高能量密度和可调谐波长特性，使其成为进行高精度眼科手术的理想工具。
此外，半导体激光器还应用于显示、材料加工、光存储和生物传感等领域。
在显示领域，半导体激光器的小尺寸和高亮度特点，使其成为液晶显示器背光源的重要选择。
在材料加工领域，半导体激光器的高功率和可调谐波长特性，使其在激光切割、激光焊接和激光打印等领域得到广泛应用。
广西师范学院2017年本科毕业论文论文题目中国半导体激光器的发展历程毕业生：吴伊琴指导老师：王*学科专业：物理学（师范）摘要“激光器”其实就是能够产生激光的装置。
作为20世纪以来，目前在人类科技进步史上与原子能，计算机，半导体并驾齐驱的重大发明，激光的许多特性对于社会进步有着巨大的影响。
而半导体激光器是激光器重要的一个分支，也是如今生产量最大，运用最广的激光器。
本文是整理记录中国半导体激光器的发展历程的一篇论文，文中涉及到以下几个方面：一．半导体激光器的基本原理。
本文先对激光，激光器，半导体激光器这三个概念进行了逐步简单的讲解，使读者对于激光，激光器，半导体激光有一个大概的了解，也为下面能更好的了解半导体激光器的发展历程做一个小铺垫。
二．中国半导体激光器从开始到现代的一个发展历程。
该部分分别记录了中国第一台半导体激光器大概的研制进展；文革期间半导体激光器的研究进展；1978年——2010年期间中国半导体研究所取得的成就并分别对着三个时期的时代背景进行了介绍和分析三．影响中国半导体激光器发展的因素及现代半导体激光器的发展方向。
该部分笔者根据查阅资料以及自己的理解，阐述了自己所认为的影响半导体激光器发展的一些因素以及对半导体激光器未来的发展方向的猜测。
关键字：激光半导体激光器时代背景研究成果目录摘要 (1)目录 (2)一、前言 (3)二、半导体激光器的基本原理 (4)2.1 激光基本的原理2.2 激光器2.3半导体激光器的基本原理三、中国半导体激光器的成长史。
(9)3.1 激光到半导体激光器3.2我国第一部半导体激光器的研发3.3 文革中的半导体激光器3.4 现代的半导体激光器的发展（1978—2010）四、影响因素及未来发展 (22)4.1影响中国半导体激光器的因素4.2 未来研究方向结语 (25)参考文献 (26)附录激光发展大事表 (27)中国半导体激光器发展大事表 (28)前言激光，英文名为“laser”。
大功率半导体激光器合束技术及应用研究一、概述随着现代科技的飞速发展，大功率半导体激光器在工业加工、医疗、通信等领域的应用愈发广泛，其高效、可靠、体积小的特点使得它在众多领域展现出巨大的潜力。
单个半导体激光器的输出功率往往难以满足实际应用的需求，激光束组合技术应运而生，为提升激光器的输出功率开辟了新的途径。
大功率半导体激光器合束技术，作为一种将多个激光器的输出组合以实现更高功率激光输出的技术手段，正逐渐成为激光技术领域的研究热点。
该技术不仅能够有效提高激光器的输出功率，而且通过优化合束方式，还可以改善光束质量，使激光束更加稳定、均匀。
在实际应用中，大功率半导体激光器合束技术的应用场景十分广泛。
在金属材料焊接、熔覆、表面硬化等工业领域，高功率、高质量的激光束是实现高效加工的关键。
在医疗领域，大功率半导体激光器合束技术也被广泛应用于激光手术、激光治疗等方面，其高精度、高能量的特点为医疗技术的发展提供了有力支持。
1. 半导体激光器的发展历程与现状半导体激光器，作为一种以半导体材料作为工作物质的激光器，自其诞生以来便以其独特的优势在多个领域展现出广泛的应用前景。
从早期的理论探索到如今的成熟应用，半导体激光器的发展历程可谓是波澜壮阔，且不断推动着激光技术的革新与进步。
半导体激光器的早期研究可追溯至上世纪六十年代，当时科学家们开始对半导体材料的激光发射特性进行深入研究。
随着半导体物理和量子理论的不断发展，人们逐渐认识到半导体材料在激光产生方面的巨大潜力。
到了七十年代，随着制造技术的不断进步，半导体激光器开始实现室温下的连续工作，这为其后续的商业化应用奠定了坚实基础。
进入八十年代，随着光纤通信技术的迅猛发展，长波长、长寿命的半导体激光器成为研究热点。
科学家们通过不断优化材料结构和制造工艺，成功研制出了一系列性能优异的半导体激光器，满足了光纤通信对高速、大容量传输的需求。
量子阱激光器的出现，更是为半导体激光器的性能提升开辟了新的道路。
国外半导体激光器芯片半导体激光器芯片是一种能够将电能转化为光能的关键元件，广泛应用于通信、医疗、工业和军事等领域。
近年来，国外的半导体激光器芯片技术取得了长足的发展，成为全球半导体激光器市场的重要一部分。
一、半导体激光器芯片的原理和结构半导体激光器芯片是由多个半导体材料层堆叠而成的。
其工作原理是通过激发半导体材料中的电子跃迁，产生光子放大效应，从而实现光的放大和激光发射。
常见的半导体激光器芯片结构包括Fabry-Perot激光器、DFB（分布式反馈）激光器、VCSEL（垂直腔面发射激光器）等。
二、国外半导体激光器芯片的技术进展国外在半导体激光器芯片领域的技术进展主要表现在以下几个方面：1. 提高功率密度：通过优化半导体材料的生长工艺和结构设计，国外研究人员成功提高了半导体激光器芯片的功率密度，使其能够输出更强的激光功率。
2. 提高效率和稳定性：国外研究人员通过改进半导体材料的组成和结构，降低了激光器芯片的噪声和散射损耗，提高了功率转换效率和长时间稳定性。
3. 扩展波长范围：国外研究人员通过调控半导体材料的禁带宽度和掺杂元素，成功实现了半导体激光器芯片在更广泛的波长范围内工作，满足了不同应用领域的需求。
4. 追求更小尺寸：国外研究人员通过微纳加工技术，成功实现了半导体激光器芯片的微型化，使其体积更小，便于集成和应用于微型设备中。
三、国外半导体激光器芯片的应用领域国外的半导体激光器芯片广泛应用于通信、医疗、工业和军事等领域。
1. 通信领域：半导体激光器芯片是光纤通信系统中的重要组成部分，用于光信号的发送和接收。
国外的激光器芯片技术能够提供高功率、高效率和稳定性的激光光源，满足高速、长距离和大容量的通信需求。
2. 医疗领域：半导体激光器芯片被广泛应用于医疗设备中，如激光手术刀、激光治疗仪等。
国外的激光器芯片技术能够提供高功率和高精度的激光输出，实现精细的组织切割和治疗。
3. 工业领域：半导体激光器芯片在工业加工中起到了关键作用，如激光切割、激光焊接、激光打标等。
大功率半导体激光合束进展
近年来，大功率半导体激光合束技术得到了快速发展，已经成为激光
技术中的重要研究领域。
合束是将多个激光束汇聚在一起形成单一的激光
束的过程，可以提高激光的功率密度和光斑质量，并且可以广泛应用于医疗、材料加工和通信等领域。
另一种方法是使用自适应光学元件来实现大功率半导体激光合束。
自
适应光学元件是一种具有自动调节功能的光学元件，可以根据光场的波前
变化自动调节其形状和相位。
这种方法可以实现实时调节并提高激光束的
质量。
此外，还有一些新型的大功率半导体激光合束技术正在研究和发展中。
例如，研究人员正在研究基于相控阵的激光合束技术，通过控制相控阵中
的相位和幅度来实现合束效果。
这种方法可以实现高效的激光合束，并且
对光斑形状和分布可以进行自由调节。
总之，大功率半导体激光合束技术在近年来取得了很大的进展，新型
的合束技术的出现为激光技术的应用带来了新的机遇。
随着技术的不断发展，大功率半导体激光合束技术的性能将会进一步提高，应用领域也将会
更加广泛。
①1998-12-02收稿;1999-02-03定稿②国家自然科学基金资助项目③本刊通讯编委第20卷第4期半 导 体 光 电Vol .20No .41999年8月Semiconductor OptoelectronicsAug .1999文章编号: 1001-5868(1999)04-0221-05有机半导体激光器研究的新进展①②刘明大1,③史素姣2,刘宇光3,陆 羽1,石家纬1(1.吉林大学电子工程系,长春130023;2.北大方正出版系统工程公司,北京100871;3.神华集团公司,北京100081)摘 要: 近年来,有机半导体激光器已经成为一个新的研究热点。
叙述了光泵浦有机半导体激光器的最新研究进展,对实现电泵浦(电注入)有机半导体激光器也进行了评述。
关键词: 半导体激光器 有机半导体 光泵浦 电泵浦中图分类号: TN248.4;TN383.1 文献标识码:ARecent advance of organic semiconductor lasersLIU Ming -da 1,SHI Su -jiao 2,LIU Yu -guang 3,LU Yu 1,SH I Jia -wei 1(1.D ept .of Electronic Engineering ,Jilin University ,C hangchun 130023,China ;2.Fo under Publishing System Engineering C o .,Beijing 100871,China ;3.Shenhua Group of China ,Beijing 100081,China )A bstract : The current study is focused on organic semiconducto r lasers .The recent advance in optically pumped organic semiconductor lasers is review ed ,and for demonstration of electrically pumped o rganic semiconducto r lasers ,the present g reat goal are also discussed .Keywords : semiconductor laser ,o rganic semiconducto r ,optical pump ,electrical pump1 引言近年来,有机小分子和高分子聚合物电发光(EL )器件,已经取得了重大进展。
半导体激光器的研究进展摘要：本文主要述写了半导体激光器的发展历史和发展现状。
以及对单晶光纤激光器进行了重点描述，因其在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值，近年来成为新型固体激光源研究的热点。
一、引言。
激光是20 世纪以来继原子能、电子计算机、半导体之后人类的又一重大发明。
半导体激光科学与技术以半导体激光器件为核心，涵盖研究光的受激辐射放大的规律、产生方法、器件技术、调控手段和应用技术，所需知识综合了几何光学、物理光学、半导体电子学、热力学等学科。
半导体激光历经五十余年发展，作为一个世界前沿的研究方向，伴随着国际科技进步突飞猛进的发展，也受益于各类关联技术、材料与工艺等的突破性进步。
半导体激光的进步在国际范围内受到了高度的关注和重视，不仅在基础科学领域不断研究深化，科学技术水平不断提升，而且在应用领域上不断拓展和创新，应用技术和装备层出不穷，应用水平同样取得较大幅度的提升，在世界各国的国民经济发展中，特别是信息、工业、医疗和国防等领域得到了重要应用。
本文对半导体激光器的发展历史和现状进行了综述，同时因单晶光纤激光器在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值，本文也将对其做重点描述。
二、大功率半导体激光器的发展历程。
1962 年，美国科学家宣布成功研制出了第一代半导体激光器———GaAs同质结构注入型半导体激光器。
由于该结构的激光器受激发射的阈值电流密度非常高，需要5 × 104～1 ×105 A /cm2，因此它只能在液氮制冷下才能以低频脉冲状态工作。
从此开始，半导体激光器的研制与开发利用成为人们关注的焦点。
1963 年，美国的Kroemer和前苏联科学院的Alferov 提出把一个窄带隙的半导体材料夹在两个宽带隙半导体之间，构成异质结构，以期在窄带隙半导体中产生高效率的辐射复合。
随着异质结材料的生长工艺，如气相外延( VPE) 、液相外延( LPE) 等的发展，1967年，IMB 公司的Woodall 成功地利用LPE 在GaAs上生长了AlGaAs。
在1968—1970 年期间，美国贝尔实验室的Panish，Hayashi 和Sμmski成功研究了AlGaAs /GaAs单异质结激光器，室温阈值电流密度为8.6 × 103 A /cm2，比同质结激光器降低了一个数量级。
正当美国学者们致力于单异质结激光器的研究时，前苏联科学院约飞物理研究所的Alferov等宣布研制成功双异质结半导体激光器( HD-LD) 。
该结构是将p-GaAs半导体有源区夹在宽禁带的n-AlGaAs层和p-AlGaAs层之间，使得室温下的阈值电流降低到 4 × 103 A /cm2。
双异质结构半导体激光器阈值电流密度之所以能够明显降低，主要是依靠双异质结的两个作用: ( 1) 有源区两边包层材料的带隙宽于有源区材料的带隙，这使得注入双异质结半导体激光器的载流子被有效地限制在有源区内，以利于产生高的增益; ( 2) 有源区材料的折射率大于两边包层材料的折射率，形成的光波导结构能将大部分光限制在有源区内。
［1- 2］双异质结构激光器［3- 4］的问世标志着半导体激光器的发展进入了新时期。
1978 年，半导体激光器成功地应用于光纤通讯系统中。
随着新材料、新结构的不断涌现，半导体激光器的电学和光学性能有了很大的提高。
进入20 世纪80 年代以后，由于引入了半导体物理研究的新成果———能带工程理论，同时晶体外延材料生长新工艺如分子束外延( MBE ) 、金属有机化学气相沉积( MOCVD) 和化学束外延( CBE) 等取得重大成就，使得半导体激光器成功地采用了量子阱和应变量子阱结构，制备出了许多性能优良的激光器件，如各类量子阱激光器、应变量子阱激光器、垂直腔面发射激光器和高功率半导体激光器阵列等，实现了高功率输出。
量子阱激光器窄带隙有源区材料的厚度通常小于电子在该材料的德布罗意波长( 一般小于10～20nm)，这样能使注入的电子被势阱有效地吸收。
在量子阱中电子和空穴沿着垂直阱壁方向的运动呈现量子化的特点，电子的态密度也变为阶梯状，这时只需要很小的注入电流就可以实现粒子数反转，因此量子阱激光器具有很小的阈值电流、很高的微分量子效率和高输出功率。
半导体激光器以其转换效率高、寿命长、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制及易与其他半导体器件集成等特点，在军事、工业加工、激光医疗、光通信、光存储和激光打印等信息领域中有着非常广泛的应用。
三、大功率半导体激光器的研究现状现在国际上半导体激光器研究的重大技术问题是: 如何同时获得高功率、高可靠性和高能量转换效率，同时提高光束质量并拥有良好的光谱特性。
随着材料生长技术和器件制备工艺的发展和进步，新的有源材料不断涌现，更好的器件结构和工艺日趋成熟，半导体激光器的功率、可靠性和能量转换效率都得到了迅速提高; 以往相比于其他激光器的劣势，如光束质量差、光谱线宽过大等问题也得到了相当程度的改善，半导体激光器的性能得到不断的提升，在很多领域正在逐渐取代其他激光光源，并且其应用前景也越来越广泛。
3.1半导体激光器的输出功率商用大功率半导体激光器主要工作在近红外波段，其波长范围在800 ～ 1 100 nm 之间。
目前，提高半导体激光器的输出功率主要有两种方式:一种是提高半导体激光器芯片上单管激光的输出功率，另一种是增加半导体激光器的发光点个数。
提高单管激光的输出功率，需要改进激光器的芯片结构，提升材料生长、芯片制备、腔面镀膜及封装散热等关键技术。
增加激光器发光点的个数则主要表现为激光器线阵( 多个激光单元在外延层方向同芯片集成，也叫做激光器bar 条) 、阵、单管模组、面阵等激光合束技术。
传统激光合束( Traditional beam combining，TBC) 技术基于半导体激光器的光斑、偏振和光谱特性，单纯从外部光学系统考虑，利用空间合束、偏振合束和波长合束对单管、线阵和迭阵进行能量合束和光束整形。
外腔光谱合束( External cavity feedback wavelength beam combining，ECFWBC) 技术利用光栅进行外部光学反馈实现光谱合束，可以在提高功率的基础上保证良好的光束质量。
3.2半导体激光器的转换效率半导体激光器的功率转换效率是半导体激光器非常重要的指标之一。
高转换效率的半导体激光器产生的废热少、能量利用率高，可以大大延长器件的工作寿命，提升可靠性; 同时也意味着可以采用更小、更轻、更经济的冷却系统，使得半导体激光系统的移动平台具有无可比拟的优点。
随着技术的发展和各国科研项目的支持( 美国国防先进技术研究计划署( DA ＲPA) 专门设立了提高半导体激光器的电光转换效率到80% 为目标的超高效率激光器光源( SHEDS) 项目) ，高功率半导体激光器光源的效率已经达到很高的水平。
红外波段可达到70% 以上。
目前国际上关于高功率半导体激光器件的转换效率与波长对应关系如表4。
3.3半导体激光器的可靠性半导体激光器的可靠性在应用中是一个重要的技术指标。
在通信、光存储等领域，小功率半导体的可靠性已基本解决，工作寿命可以达到实用要求。
高功率半导体激光器在大电流工作连续输出时面临着端面灾变性损伤、烧孔、电热烧毁、光丝效应，以及微通道热沉的寿命等基本问题。
解决这些问题一般通过以下方法: 提高晶体生长质量；改进制备工艺和封装技术；增大光斑尺寸；优化传热结构和散热方法等。
3.4 半导体激光器的光束质量在激光医疗、显示、自由空间光通信、泵浦光纤激光器、直接材料加工等应用领域，需要激光光源同时满足高输出功率和高光束质量。
传统的宽条结构的半导体激光器虽然具有高功率、高效率的优点，但其易于产生光丝效应和复杂多瓣的近场图案，光束质量不高。
为了改善半导体激光器单管的光束质量，通常可以通过改变芯片结构和加工工艺，使得出射激光在侧向和横向受到一定的限制，从而保持出光模式单一稳定；而采用外腔反馈光谱合束( Wavelength beam combining，WBC)技术，则可以改善半导体激光器合束光源的光束质量。
3.5 半导体激光器的窄光谱线宽窄线宽半导体激光器在激光通信、光互联、非线性频率转换等领域有着重要的应用。
一般通过在半导体激光器上制备布拉格光栅进行选频，光栅可以放在半导体激光器一端的腔面处作为波长反射器( 分布布拉格反射，DBR)选择激射波长，或者分布在沿整个半导体激光器谐振腔(分布反馈，DFB)，也可以采用外部光栅( 例如体布拉格光栅———VBG，或体全息光栅———VHG) 。
四、半导体激光器相比于空间合束、波长合束和偏振合束而言，光谱合束是从半导体激光器内部激光振荡、增益竞争及外部光学元件的相互作用出发，实现单个合束单元的光谱锁定和合束输出，其具体的原理如图1 所示。
2010 年德国夫琅禾费实验室和丹麦技术大学合作，采用拥有12个锥形合束单元的半导体激光线阵[在连续波(CW)30 A时输出光功率为14.5 W，波长为980 nm]进行光栅外腔光谱合束实验，结构如图3所示，在驱动电流CW30A时得到光谱合束输出功率为9.3 W，光谱合束效率为63%，光束质量因子M2约为5.3，与单个的合束单元在相同电流下自由运转时的慢轴M2相当。
半导体激光器线阵进行光谱合束时，由于芯片封装应力造成Smile效应，在非合束方向上反馈光的错位、离轴直接降低有效反馈量甚至不形成有效反馈。
为消除非合束方向对反馈效率的影响，该实验组在实验装置中引入一柱头镜L2，其作用是将快轴方向的光束聚焦于外腔镜上，消除由于芯片封装带来的Smile效应对反馈光强的影响，增强反馈作用，提高这个装置的稳定性。
2013 年该实验组还对两个分布布拉格反射(DBR)锥形半导体激光器单管利用VBG 进行光谱合束，再将合束光束通过非线性晶体的三阶和频，获得了慢轴M2≈1.3，快轴M2≈1.1，输出功率为3.9 W，近衍射极限的绿光输出，谱宽在5pm左右，光-光转换效率约为24.8%[12]，其结构示意图如图4 所示。
五、单晶光纤的固体激光器单晶光纤是一种新型的高性能光学材料，具有抗电磁干扰、耐腐蚀和传光性好等优点，除被用于全息数据储存、红外激光传导以及高温探测等领域外，作为单晶光纤激光器和单晶光纤放大器的新型增益晶体，是其又一重要的应用方向。
制备优质的单晶光纤是其重要应用的前提，单晶光纤的制备方法有导模法、毛细管固化法、激光加热基座（ＬＨＰＧ）法和微下拉（μ －ＰＤ）法。
较常用的是激光加热基座法和微下拉法。
5.1 连续单晶光纤激光器相比于掺镱光纤激光器几米长的增益介质，单晶光纤激光器的工作物质要短的多，只有几厘米长，但输出激光功率却不少，从几瓦到几百瓦。
