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光泵浦垂直外腔面发射半导体激光技术——推动激光行业发展的新引擎当今，激光技术已经渗透到各行各业，成为科技领域的重要支撑。
而在不同的激光技术中，光泵浦垂直外腔面发射半导体激光技术（简称OP-VECSEL）作为一种创新的技术手段，备受关注。
它以其特有的优势，正推动着激光行业的发展，成为新一代的激光技术引擎。
1. OP-VECSEL技术的原理OP-VECSEL技术是一种基于半导体材料的激光技术，其核心原理是通过外部光泵浦的激发，实现半导体材料内部载流子的再组合，从而产生激光辐射。
相较于传统的激光技术，其在结构上更加简单，光路更加清晰，能够实现高效的激光发射。
2. OP-VECSEL技术的优势在实际应用中，OP-VECSEL技术具有明显的优势。
其激光输出功率可实现很高的水平，能够满足多种应用领域的需求；其单色性和光束质量优秀，能够实现高精度的激光加工和光通信传输；其结构简单、制造成本低，有望在产业化应用中取得更广泛的应用。
3. OP-VECSEL技术在激光领域的应用在激光领域，OP-VECSEL技术已经被广泛应用。
在激光医疗设备中，其高功率的激光输出能够实现更为精准的治疗效果；在激光显示领域，其高质量的光束能够实现更加清晰、高对比度的显示效果；在激光雷达和光通信中，其单色性和光束质量则能够实现更加稳定的信号传输。
4. 个人观点与展望作为一种新型的激光技术手段，OP-VECSEL技术的发展前景十分广阔。
随着光通信、激光雷达、激光制造等领域的不断拓展，对激光技术提出了更高的要求，而OP-VECSEL技术以其独特的优势，有望在这些领域中得到更加广泛的应用。
光泵浦垂直外腔面发射半导体激光技术作为一种新型的激光技术手段，以其独特的优势，正成为推动激光行业发展的新引擎。
期待在未来的发展中，能够看到更多激光技术带来的创新应用和行业变革。
激光技术是现代科技领域的重要支撑，而光泵浦垂直外腔面发射半导体激光技术（OP-VECSEL）作为一种创新的激光技术手段，正在成为推动激光行业发展的新引擎。
半导体激光器的工作原理及应用摘要：半导体激光器产生激光的机理，即必须建立特定激光能态间的粒子数反转，并有合适的光学谐振腔。
由于半导体材料物质结构的特异性和其中电子运动的特殊性，一方面产生激光的具体过程有许多特殊之处，另一方面所产生的激光光束也有独特的优势，使其在社会各方面广泛应用。
从同质结到异质结，从信息型到功率型，激光的优越性也愈发明显，光谱范围宽，相干性增强，是半导体激光器开启了激光应用发展的新纪元。
关键词：受激辐射；光场；同质结；异质结；大功率半导体激光器The working principle of semiconductor lasers and applications ABSTRACT: The machanism of lasing by semiconductor laser,which requires set up specially designated reverse of beam of particles among energy stages,and appropriate optical syntonic coelenteronAs the specificity of structure from semiconductor and moving electrons.something interesting happens.On the one hand,the specific process in producing lase,on the other hand,the beam of light has unique advantages。
As the reasons above,we can easily found it all quartersof the society.From homojunction to heterojunction,from informatics to power,the advantages of laser are in evidence,the wide spectrum,the semiconductor open the epoch in the process of laser. Key worlds: stimulated radiation; optical field; homojunction; heterojunction; high-power semiconductor laser 0 前言半导体激光器是指以半导体材料为工作物质的激光器，又称半导体激光二极管（LD），是20世纪60年代发展起来的一种激光器。
半导体激光器的工作原理激光技术在现代科学和工业中起着至关重要的作用，而半导体激光器是其中一种常用的激光器类型。
它通过半导体材料的特殊性质来产生激光光束。
本文将详细介绍半导体激光器的工作原理。
一、激光的基本原理要了解半导体激光器的工作原理，首先需要了解激光的基本原理。
激光是一种特殊的光，与普通的自然光有很大区别。
激光光束具有相干性、单色性和聚焦性等特点，这些特征使得激光在各个领域有广泛的应用。
激光的产生是通过光子的受激辐射过程实现的。
在光学腔中，光子通过与激发状态的原子或分子发生相互作用，被吸收并获得能量。
然后，这些激发的原子或分子会受到外界刺激，由高能级跃迁到低能级，释放出原子或分子的“多余”能量。
这些能量会以光子的形式，经过光放大器的反射和反射，最后通过激光器的输出窗口发出。
这样就形成了一束特殊的激光光束。
二、半导体激光器的结构半导体激光器是利用半导体材料的特性来产生激光的器件。
它的主要结构由正、负型半导体材料组成，通常是p型和n型半导体，中间夹层为n型材料。
具体来说，半导体激光器一般由以下几个关键部分构成：1. 激活层（active layer）：激活层是半导体激光器的核心部分，也是激光的产生和放大的地方。
它由两种半导体材料之间的异质结构构成，通常是由n型和p型材料组成。
当外加电流通过激活层时，会在激活层中产生载流子（电子和空穴）。
2. 波导层（waveguide layer）：波导层是指导激光光束传播的部分，其材料的折射率通常比周围材料低。
通过选择合适的波导层结构，可以实现激光束的单模（TEM00）输出。
3. 管腔（cavity）：管腔是激光器中的一个重要元件，它由两个高反射率镜片构成，将光线限制在波导层中，形成光学腔。
其中一个是部分透射的输出镜，另一个是全反射的输出镜。
管腔的长度决定了激光的波长。
4. 电极（electrodes）：电极主要用于施加电场，控制激光器的开启和关闭。
它们通常位于激光器的两端，通过外接电源提供正向或反向偏置电压。
本科毕业论文题目：半导体激光器的原理及应用院（部）：理学院专业：光信息科学与技术班级：光信071姓名：张士奎学号：2007121115指导教师：张宁玉完成日期：2010年10月21日目录摘要·IIABSTRACT··IV1前言·11.1光纤传感器技术及发展·12光纤传感器的发展历程·32.1光纤传感器的发展简史·32.2光纤传感器的原理及组成·42.2.1基本原理·42.2.2光纤传感器的基本组成·52.2.3光纤传感器的特点··62.3光纤传感器的研究领域·73光纤传感器的分类及研究方向·143.1荧光光纤传感器·143.2分布式光纤监测技术·153.3光纤传感器在未来的新趋势·154光纤传感器的应用··84.1半导体激光器在激光光谱学中的应用·84.2半导体激光器在光固化快速成型中的应用·8 4.3大功率半导体激光器的军事应用·94.4半导体激光器在医疗上的应用·104.5半导体激光器在数字通信中的应用··124.6半导体激光器在激光打印及印刷市场中的应用··13 结论·17致谢·18参考文献·19摘要激光技术自1960年面世以来得到了飞速发展，作为激光技术中最关键的器件激光器的种类层出不穷，这其中发展最为迅速，应用作为广泛的便是半导体激光器。
半导体激光器的发展迅速,以其独特的性能及优点获得了广泛的应用. 本文介绍了半导体激光器的原理、结构、进展。
还介绍了半导体激光器在激光测距、激光引信、激光制导跟踪、激光瞄准和告警、激光通信、光纤陀螺以及国民经济等各个领域中的应用。
大功率半导体激光器在军事领域和工业领域有着广泛的应用。
外腔用半导体激光管基本原理及应用外腔用半导体激光管（External Cavity Semiconductor Laser）是一种基于半导体材料的激光器，其激光输出通过添加外腔结构实现频率可调谐和控制。
外腔用半导体激光管具有半导体激光器的高效能、小体积特点，同时兼具高频率可调谐和空间单模输出的优势，因此在光通信、光存储、光谱分析、生物医学等领域有着广泛的应用。
外腔用半导体激光管的基本原理是利用外腔结构增强激光器的谐振条件，通过反馈机制实现高频率可调谐输出。
外腔结构通常由反射镜和光栅组成。
半导体激光器的输出光通过一个方向性耦合器被注入外腔反射镜，外腔中的光经过反射器、使用光栅进行分光和反射等操作，然后再次经过反射镜回到半导体激光器，从而形成反馈回路。
通过调节光栅的位置和角度，可以改变外腔内的光学路径长度，从而实现激光的频率可调谐。
外腔用半导体激光管的应用非常广泛。
其中一个主要应用是光通信领域。
由于外腔激光器具有频率可调谐的特点，它可以在不同的波长上工作，从而实现光通信系统的多波长传输。
利用外腔激光器可以实现高速、多通道的光通信传输，提高通信容量和灵活性。
另一个主要应用是光存储领域。
外腔激光器具有高频率可调谐的特点，可以用来读取和写入光存储介质中的数据。
通过调整激光的波长，可以实现对不同介质的读写操作。
外腔用半导体激光管还被广泛应用于光谱分析领域。
激光的频率可调谐性使得外腔激光器成为一种非常重要的光源。
它可以用来进行光吸收光谱、光发射光谱、拉曼光谱等测量。
通过调整激光的波长，可以实现对样品的精确测量。
此外，外腔用半导体激光管还可以应用于生物医学领域，如生物标记、激光手术等。
外腔激光器的单模输出和频率可调谐性使得它在这些应用中起到了关键作用。
总之，外腔用半导体激光管具有高效能、小体积、高频率可调谐和空间单模输出的特点，在光通信、光存储、光谱分析和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，外腔激光器在各个领域的应用将会越来越广泛。
半导体激光器的原理及应用论文半导体激光器是使用半导体材料作为激光活性介质的激光器。
其工作原理主要是通过半导体材料中的电子与空穴的复合过程产生光辐射，然后通过光放大与反射来形成激光输出。
半导体激光器具有小体积、高效率、快速调谐和易集成等特点，广泛应用于光通信、激光雷达、光储存等领域。
半导体激光器的基本结构包括激活区、pn结以及光反射与光增强结构。
激活区是半导体材料的核心部分，通过电流注入产生电子空穴复合过程来产生光辐射。
pn结是半导体激光器的结电阻，通过透明导电薄膜使电流从n区流入p区，进而在激活区形成电子空穴复合。
光反射与光增强结构包括反射镜和波导，用于增加激光器输出的光强度与方向性。
半导体激光器具有广泛的应用领域。
在光通信领域，半导体激光器被广泛用于光纤通信和光纤传感器系统。
半导体激光器通过调制光信号，可以实现高速传输，并且具有高能效和稳定性。
在激光雷达领域，半导体激光器用于提供高亮度、窄线宽和快速调谐的激光源，用于实现高分辨率的距离测量和目标识别。
在光储存领域，半导体激光器用于光盘、蓝光光盘等储存介质的读写操作，具有高速、高信噪比和长寿命等特点。
近年来，半导体激光器的研究重点主要是提高其性能和功能。
例如，通过调制技术可以实现高速调制，将半导体激光器应用于光通信的需要；通过外腔技术可以实现单纵模输出，提高激光的空间一致性和色散特性，扩展其应用领域；通过量子阱技术可以实现更高的量子效率和辐射效率，提高激光器的功率和效能。
总之，半导体激光器作为一种重要的激光器件，在光通信、激光雷达、光储存等领域具有广泛的应用前景。
随着相关技术的不断发展与进步，半导体激光器的性能与功能将得到进一步的提升，为相关领域的应用带来更多的机遇和挑战。
半导体激光器发光原理及工作原理激光器是一种能够产生高强度、高单色性和高直线度的光束的装置，它在许多领域都有广泛的应用，包括通信、医疗、材料加工等。
半导体激光器是其中一种常见的激光器类型，本文将详细介绍半导体激光器的发光原理及工作原理。
一、半导体激光器的发光原理半导体激光器的发光原理基于半导体材料的特性。
半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的材料，它的导电性可通过控制材料的掺杂和结构来调节。
半导体激光器通常采用的材料是具有直接能隙的半导体材料，如氮化镓（GaN）、砷化镓（GaAs）等。
在半导体材料中，激子是一种激发态，由电子和空穴的复合形成。
当一个激子衰变时，它会释放出能量，这个能量以光子的形式发射出来，从而产生光。
半导体激光器的发光原理可以通过以下几个步骤来解释：1. 注入载流子：半导体激光器通过外部电流注入载流子（电子和空穴）到半导体材料中。
这些载流子在半导体材料中移动，形成电流。
2. 电子和空穴的复合：当电子和空穴遇到时，它们会发生复合，释放出能量。
这个能量以光子的形式发出，产生光。
3. 反射和放大：半导体激光器内部有一个光学腔，它由两个反射镜构成。
其中一个镜子是半透明的，允许一部分光子逃逸，形成激光输出。
另一个镜子是高反射镜，将光子反射回腔内，增强光子的能量。
4. 高度相干的光放大：反射和放大的过程不断重复，光子在腔内来回反射，并不断受到放大。
由于光子的相位保持一致，最终形成高度相干的光束，即激光。
二、半导体激光器的工作原理半导体激光器的工作原理可以通过以下几个方面来解释：1. pn结：半导体激光器是由pn结构组成的。
pn结是由n型半导体和p型半导体的结合形成的。
在pn结附近，会形成一个耗尽区，其中没有自由载流子存在。
2. 反向偏置：半导体激光器在工作时通常会进行反向偏置。
即在pn结上施加一个外部电压，使得p区的电势高于n区。
这样，当电流通过激光器时，载流子会从p区向n区移动。
3. 激发态：当载流子通过pn结时，它们会与pn结中的杂质或缺陷发生相互作用，从而激发出激子。
外腔半导体激光单纵模外腔半导体激光单纵模，是一种高性能、高精度、高稳定性的激光器。
它广泛应用于光通信、精密测量、光谱分析等领域。
下面我们将分步骤阐述这种激光器的工作原理、优点和应用。
一、外腔半导体激光单纵模的工作原理外腔半导体激光单纵模采用的是外腔反馈调谐技术。
简单地说，就是在半导体激光器的外部加上反射镜，形成一个外腔反馈回路，从而调控激光器的输出波长。
当外腔中的光与激光器中发出的激光发生干涉时，会产生建立在单个纵模上面的连续激光输出。
二、外腔半导体激光单纵模的优点外腔半导体激光单纵模具有以下优点：1. 单模稳定：利用外腔反馈技术，能够保证激光器产生单纵模稳定的输出。
2. 窄线宽：由于能够实现单纵模输出，因此它的线宽非常窄，通常小于10 kHz。
3. 高信噪比：单纵模输出具有较高的信噪比，能够有效减小非线性效应的影响。
4. 高功率：相比于普通半导体激光器，外腔半导体激光单纵模的输出功率较高。
三、外腔半导体激光单纵模的应用外腔半导体激光单纵模广泛应用于光通信、精密测量、光谱分析等领域。
具体应用如下：1. 光通信：通过利用单纵模输出的高信噪比和窄线宽，外腔半导体激光单纵模适用于高速光通信中的局域网和数据中心。
2. 精密测量：利用外腔半导体激光单纵模的高稳定性和高精度，可进行高精度测量，如形变、位移、压力等。
3. 光谱分析：外腔半导体激光单纵模可作为光谱仪的光源，通过测量物质与特定波长激光相互作用产生的光谱信号，从而实现精确分析。
总之，外腔半导体激光单纵模的出现，为高性能、高精度、高稳定性的激光器开创了新的领域，并在光通信、精密测量、光谱分析等领域得到广泛应用。
lighttools半导体激光管光源【最新版】目录1.半导体激光管光源简介2.半导体激光管光源的工作原理3.半导体激光管光源的种类和应用4.半导体激光管光源的优势和未来发展正文【半导体激光管光源简介】半导体激光管光源是一种采用半导体材料作为激光介质的激光光源。
半导体激光管（LD，Laser Diode）是一种能够发射激光的半导体器件，具有体积小、效率高、寿命长、光束质量好等优点，广泛应用于光通信、光存储、激光显示、激光测量、生物医学等领域。
【半导体激光管光源的工作原理】半导体激光管光源的工作原理是利用半导体材料的激光器结构，在特定的电压、电流和温度条件下，使半导体材料产生激发态电子和空穴，并通过光学谐振腔实现光放大和相干输出。
半导体激光管光源的发射波长与半导体材料的能带结构有关，不同材料的激光管可以实现不同波长的激光输出。
【半导体激光管光源的种类和应用】1.种类：根据半导体材料的不同，半导体激光管光源可分为不同类型，如砷化镓（GaAs）激光管、氮化镓（GaN）激光管等。
此外，还可以根据激光波长、输出功率、光束质量等参数进行分类。
2.应用：半导体激光管光源广泛应用于光通信、光存储、激光显示、激光测量、生物医学等领域。
例如，在光通信中，半导体激光管作为光发送端和接收端的光源，实现光信号的传输；在激光测量中，半导体激光管作为测量距离、速度、角度等的精确光源；在生物医学中，半导体激光管可以应用于激光治疗、激光诊断等。
【半导体激光管光源的优势和未来发展】1.优势：半导体激光管光源具有体积小、效率高、寿命长、光束质量好等优点，满足了各种应用场景的需求。
2.未来发展：随着科技的不断进步，半导体激光管光源在光通信、光存储、激光显示等领域的应用将更加广泛。
同时，新型半导体材料的研究与开发，如氮化镓、氮化铟等，将为半导体激光管光源提供更多的发展空间。
半导体激光器工作原理半导体激光器是一种利用半导体材料制成的激光发生器，具有体积小、效率高、寿命长等优点，广泛应用于通信、医疗、测量、材料加工等领域。
其工作原理主要包括材料特性、能带结构、激发机制、放大机制和谐振腔结构等方面。
在半导体激光器中，常用的材料是具有直接能隙的化合物半导体，例如砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、砷化铟(InAs)等。
这些材料的能带结构特点是导带和价带之间存在较大的能隙，使得在低温下几乎没有自由电子从价带跃迁到导带，从而实现电流的流动。
当外加电压作用于半导体材料时，通过n型和p型材料接触面的p-n 结，形成正向偏置。
此时，p型材料中的空穴和n型材料中的电子在电场的作用下向结区运动，发生复合再结合过程。
在复合再结合的过程中，电子从导带向价带跃迁，释放出能量。
当在材料中注入足够的载流子，这种电子跃迁过程会趋于饱和，形成激发态。
在材料激发态的基础上，通过光子的辐射或受热激发，发生跃迁至更高的能级，形成高度激发的电子态。
这些激发态电子具有较长的寿命，可以通过自发辐射的方式发射光子。
这种自发辐射过程遵循一定的辐射过程（爱因斯坦辐射理论），例如受到足够的光子刺激或受到声子刺激，通过辐射跃迁回到基态释放出光子。
在半导体激光器中，为了实现光子的放大，需要在材料中建立起一个谐振腔结构。
谐振腔结构通常由两个反射镜和激光介质组成，其中一个反射镜是半透明的，允许一部分光子透过，形成输出光束。
当光子在激光介质中自发辐射并通过谐振腔的来回反射，会因为从基态到激发态的跃迁引起的放射增益而放大。
而当这个放大过程达到临界条件时，即增益大于损耗，激光开始产生。
半导体激光器由于其独特的工作原理，具有许多优点。
首先，由于半导体材料的导带和价带之间的能隙比较小，激光器的工作电流和电压相对较低，使得其效率较高。
其次，半导体激光器的寿命较长，能够持续工作数千小时。
此外，由于材料体积小，可以与其他光电子器件集成，使得整个系统更为紧凑。
外腔半导体激光器的工作原理咱先得知道啥是半导体激光器。
半导体啊，就像是一群很听话又很有本事的小粒子的家。
在半导体里，有电子这种小机灵鬼。
正常情况下呢，它们都在自己的小位置上待着，规规矩矩的。
但是，一旦给它们一点能量，就像给小朋友们发了糖果一样，这些电子就兴奋起来啦，它们会从低能量的地方跑到高能量的地方去。
那外腔半导体激光器呢，它比普通的半导体激光器多了一个外腔。
这个外腔就像是给激光器专门打造的一个超级舞台。
想象一下，电子们在半导体这个小天地里准备好要发光啦，就像小演员们在后台化好妆准备上台表演。
当电子从高能量状态回到低能量状态的时候，它们就会释放出能量，这个能量是以光的形式出现的哦。
这时候的光呢，就像是小演员们开始在舞台上表演节目，但是这个节目还不够完美呢。
这个外腔就开始发挥它的神奇作用啦。
外腔可以对光进行调整。
它就像是一个超级严格又超级有创意的导演。
光在这个外腔里跑来跑去，外腔就会让光按照它想要的方向和特性去改变。
比如说，它可以让光变得更纯净，就像把一个有点杂乱的歌声变得清脆悦耳一样。
外腔里有很多小部件在帮忙。
比如说反射镜，这个反射镜就像是舞台周围的回音壁。
光射到反射镜上，就会被反射回来，然后再在这个外腔里继续传播。
在这个过程中，光就不断地被调整，变得越来越符合我们想要的样子。
而且啊，外腔还可以改变光的频率呢。
就好比是把一首歌唱成不同的调调。
这是因为外腔的长度啊，还有里面的一些光学元件的特性，会影响光在里面传播的路程和时间。
光在这个外腔里来来回回的，就像是在一个奇妙的迷宫里探索，最后就变成了我们想要的那种频率的光啦。
再说说半导体本身吧。
半导体里面的那些原子啊，就像是一群默默支持的工作人员。
它们给电子提供了活动的空间，也影响着光的产生。
不同的半导体材料，就像不同风格的团队，会产生不同特性的光。
外腔面发射激光器的原理外腔面发射激光器（VCSEL）是一种半导体激光器，具有独特的结构和工作原理。
相比传统的边射激光器，VCSEL在很多方面具有优势，例如制造容易、辐射特性好、低成本、易集成等。
VCSEL的结构由多个半导体材料层构成，其中包含有源区和外腔区。
有源区是激光的产生区，由多层的半导体材料构成。
外腔区包括上下的反射镜和腔体，其作用是产生有效的激光输出。
VCSEL常用的材料有GaAs、InP等。
VCSEL的工作原理基于半导体材料的光电子特性。
当注入有源区的电流时，半导体材料会产生电子和空穴，通过复合过程释放能量产生光子。
由于VCSEL的特殊结构，产生的光子会在外腔区被多次反射，从而增强了激光光束的形成。
首先，有源区的电流通过高限制层提供。
该层有助于将电流限制在有源区，而不漫游到其他区域。
这可以确保只有有源区附近的材料参与激光光子发射。
然后，在外腔区的顶部和底部分别提供了上反射镜和下反射镜。
这些反射镜是由多个光井和衬底构成的多层膜片。
这些光井使材料的折射率发生变化，使得光在不同材料层之间反射时发生全反射。
在VCSEL结构中，其中一个反射镜被设计成不透明的，称为“吸收区”。
这是因为在一个反射镜上应用一层金属或半透明介质，使激光产生的光子能从另一个反射镜束缚立即外逃。
VCSEL的另一个重要部分是腔体。
它是一个控制和增强激光输出的关键组成部分。
腔体的长度决定了激光输出的频率。
腔体的长度大致等于光的波长的整数倍，以确保相位相干性。
当施加适当的电流时，VCSEL会产生连续的激光输出。
它的输出特性由多个因素决定，例如电流大小、温度、反射镜的反射率等。
VCSEL是一种高频率和稳定的激光器，其工作波长通常在近红外范围（例如850nm和940nm）。
与传统的边射激光器相比，VCSEL具有很多优势。
首先，VCSEL的制造成本相对较低，因为其制造工艺相对简单。
其次，VCSEL具有良好的辐射特性，产生的光束呈圆形，并且有良好的空间一致性。
半导体激光器发光原理及工作原理激光器是一种能够产生高度聚焦、高强度、单色、相干性极高的光束的装置。
半导体激光器是一种基于半导体材料创造的激光器，其发光原理和工作原理是通过激发半导体材料中的电子来产生激光。
1. 发光原理：半导体激光器的发光原理基于半导体材料的能带结构。
半导体材料由导带和价带组成，两者之间存在能隙。
在材料中存在自由电子和空穴，当外加电压通过半导体材料时，电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
这些电子空穴对会在半导体材料中扩散，并且在电子和空穴重新结合时释放出能量。
2. 工作原理：半导体激光器的工作原理主要包括注入、增益和反射三个过程。
注入：在半导体激光器中，通过外部电源向半导体材料注入电流。
这个电流会导致半导体材料中的电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
这个过程称为载流子注入。
增益：注入电流产生的电子空穴对会在半导体材料中扩散并发生重新结合。
在这个过程中，电子和空穴释放出能量，产生光子。
这些光子会在半导体材料中来回反射，与其他电子和空穴发生相互作用。
当光子与电子或者空穴相互作用时，光子会被吸收，而电子和空穴则会重新激发，继续释放光子。
这个过程称为激光增益。
反射：在半导体激光器中，两个端面被制作成反射镜。
当光子在半导体材料中来回反射时，一部份光子会被反射镜反射回半导体材料中，而另一部份光子则会透过一个反射镜离开激光器。
这个过程称为光子的反射。
通过不断的注入、增益和反射过程，半导体激光器可以产生高度聚焦、高强度、单色、相干性极高的激光束。
这种激光束在许多领域有广泛的应用，包括通信、医疗、材料加工等。
需要注意的是，半导体激光器的工作原理还涉及到其他因素，如泵浦源、谐振腔等。
泵浦源提供注入电流，谐振腔用于增强激光的相干性和聚焦性。
这些因素的设计和优化对于半导体激光器的性能至关重要。
总结：半导体激光器的发光原理是通过激发半导体材料中的电子来产生激光。
工作原理包括注入、增益和反射三个过程。
注入电流导致电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对；增益过程中，电子和空穴的重新结合释放出能量，产生光子；反射过程中，光子在半导体材料中反射，部份光子被反射镜反射回半导体材料中，形成激光束。
外腔用半导体激光器基本原理及应用
1. 外腔用半导体激光器的概念
早期普通FP腔结构的半导体激光管腔长一般在800μm—1500μm, 后反射面的反射率接近全反射,出射端面的反射率一般在百分之几十以内。
由于谐振腔的精细度不够高,而自由光谱范围又很宽,造成普通FP腔半导体激光器的线宽比较宽,甚至会出现多模运转,所以通常不能直接用在原子分子精密光谱，光频标，冷原子操控，原子干涉仪等研究领域。
后续出现了DFB/DBR等激光器，因为内置光栅的原因，线宽得到了一定的压窄，可以达到2MHz甚至更小，基本可以应用到上述领域中。
但随着对研究精度的提高，MHz级别的线宽已经不能满足更高要求的实验需求了，于是通过在激光管外再增加一些光反馈元件,使得激光管的后反射面和光反馈元件之间形成一个外腔,这样的激光器称为外腔半导体激光器(ECDL)。
由于外腔对激光器的模式选择作用,可以大幅度压窄半导体激光器的线宽到KHz级别,同时通过外腔光学元件的调谐作用,使得激光波长可以精确调谐。
由于外腔半导体激光器具有易于调谐、谱线宽度窄、维护简单等特点,成为精密光谱研究中一个重要的工具。
当然外腔用半导体激光器也有结构稳定性和紧凑度不如DFB激光器的情况，但更窄的线宽以及更高的功率依然是它的最大优势所在。
两种典型的外腔半导体激光管结构（Littrow结构和Littman结构）
2. 外腔用半导体激光管的线宽压窄原理
设入射光的波长为λ0 ，为了使1级光形成外腔反射，必须满足以下方程组：
从激光管出来的光谱范围较大，波长成分较多，但只有满足第一个方程的波长成分才会发生一级闪耀反射回去，同时腔长必须满足第二个方程，反射回去的光才能形成谐振放大。
零级出射光里的波长成分主要是一级反射光的波长，其它波长成分因为没有放大过程会大幅衰减，表现出来的光谱特性就是极窄的线宽。
3. 主要应用
外腔用半导体激光器因为它极窄的线宽和较高的光功率，在冷原子，原子分子精密光谱研究领域具有广泛的用途，目前主要应用在原子冷却，光频标，原子干涉仪，激光陀螺，高精度原子钟和光钟。
⎪⎩⎪⎨⎧==0002sin 2λλθq L d。
