【正文】 此可見 知光譜變窄 ， 單色性增強(qiáng)是半導(dǎo)體激光器達(dá)到閾值時(shí)的一個(gè)特征 ， 因而可通過激光器光譜的測(cè)量來確定閾值電流 。 55 半導(dǎo)體激光器的 IP曲線 電流 光功率 56 LED的 IP曲線 電流 光功率 57 半導(dǎo)體激光器的 的主要特性 ? 半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光譜隨溫度而變化 ， GaAs激光器在 77K下 ， 其光譜寬度為百分之幾微米 ， 室溫下寬度為千分之幾微米 ， 目前分布反饋型激光器的譜寬只有 104 μm左右 。另一方面 ， 溫度升高時(shí) ， 激光峰值向長(zhǎng)波方向移動(dòng) ， 這是由于禁帶寬度隨溫度升高而變小 ，因而發(fā)射光子的頻率變小的原故 （ Eg=hv） 。 右圖表示激光峰值位置隨溫度變化的情況 ，縱坐標(biāo)分別是禁帶寬度的能量值和對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值 。 58 LD的應(yīng)用 ? 半導(dǎo)體激光器是成熟較早 、 進(jìn)展較快的一類激光器 ， 由于它的波長(zhǎng)范圍寬 ， 制作簡(jiǎn)單 、 成本低 、 易于大量生產(chǎn) ， 并且由于體積小 、重量輕 、 壽命長(zhǎng) ， 因此 ， 品種發(fā)展快 ， 應(yīng)用范圍廣 ， 目前已超過300種 ， 半導(dǎo)體激光器的最主要應(yīng)用領(lǐng)域是 Gb局域網(wǎng) ， 850mn波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器適用于 1Gb局域網(wǎng) ， 1300mn ~1550nm波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器適用于 10Gb局域網(wǎng)系統(tǒng) 。 ? 半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個(gè)光電子學(xué)領(lǐng)域 ， 已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核心技術(shù) 。 ? 半導(dǎo)體激光器在激光測(cè)距 、 激光雷達(dá) 、 激光通信 、 激光模擬武器 、激光警戒 、 激光制導(dǎo)跟蹤 、 引燃引爆 、 自動(dòng)控制 、 檢測(cè)儀器等方面獲得了廣泛的應(yīng)用 ， 形成了廣闊的市場(chǎng) 。 59 LD的應(yīng)用 —— 光纖通信系統(tǒng)的光源 ? 1978年 ， 半導(dǎo)體激光器開始應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng) ， 半導(dǎo)體激光器可以作為光纖通信的光源和指示器以及通過大規(guī)模集成電路平面工藝組成光電子系統(tǒng) .由于半導(dǎo)體激光器有著超小型 、 高效率和高速工作的優(yōu)異特點(diǎn) ， 所以這類器件的發(fā)展 ， 一開始就和光通信技術(shù)緊密結(jié)合在一起 ， 它在光通信 、 光變換 、 光互連 、 并行光波系統(tǒng) 、 光信息處理和光存貯 、 光計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的光禍合等方面有重要用途 。 ? 半導(dǎo)體激光器的問世極大地推動(dòng)了信息光電子技術(shù)的發(fā)展 ， 到如今 ， 它是當(dāng)前光通信領(lǐng)域中發(fā)展最快 、 最為重要的激光光纖通信的重要光源 。 半導(dǎo)體激光器再加上低損耗光纖 ， 對(duì)光纖通信產(chǎn)生了重大影響 ， 并加速了它的發(fā)展 。 因此可以說 ， 沒有半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn) ， 就沒有當(dāng)今的光通信 。 ? GaAs/GaAlA雙異質(zhì)結(jié)激光器是光纖通信和大氣通信的重要光源 ， 如今 ，凡是長(zhǎng)距離 、 大容量的光信息傳輸系統(tǒng)都采用分布反饋式半導(dǎo)體激光器(DFB一 LD)。 60 LD的應(yīng)用 —— 印刷業(yè)領(lǐng)域 ? 長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器 （ 1976 年 ， 人們用 GaInAsP/InP實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器 )用于光通信 ， 短波長(zhǎng)激光器用于光盤讀出 。 ? 自從 NaKamuxa實(shí)現(xiàn)了 GaInN/GaN藍(lán)光激光器 ， 可見光半導(dǎo)體激光器在光盤系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用 ， 如 CD播放器 ， DVD系統(tǒng)和高密度光存儲(chǔ)器可見光面發(fā)射激光器在光盤 、 打印機(jī) 、 顯示器中都有著很重要的應(yīng)用 ， 特別是紅光 、 綠光和藍(lán)光面發(fā)射激光器的應(yīng)用更廣泛 。藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器用于水下通信 、 激光打印 、 高密度信息讀寫 、深水探測(cè)及應(yīng)用于大屏幕彩色顯示和高清晰度彩色電視機(jī)中 。 ? 總之 ， 可見光半導(dǎo)體激光器在用作彩色顯示器光源 、 光存貯的讀出和寫人 ， 激光打印 、 激光印刷 、 高密度光盤存儲(chǔ)系統(tǒng) 、 條碼讀出器以及固體激光器的泵浦源等方面有著廣泛的用途 。 61 LD的應(yīng)用 —— 其他領(lǐng)域 ? 量子級(jí)聯(lián)激光的新型激光器應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)和醫(yī)檢領(lǐng)域 。 另外 ， 由于半導(dǎo)體激光器可以通過改變磁場(chǎng)或調(diào)節(jié)電流實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧 ， 且已經(jīng)可以獲得線寬很窄的激光輸出 ， 因此利用半導(dǎo)體激光器可以進(jìn)行高分辨光譜研究 。 可調(diào)諧激光器是深人研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)而迅速發(fā)展的激光光譜學(xué)的重要工具 。 大功率中紅外 ()LD在紅外對(duì)抗 、 紅外照明 、 激光雷達(dá) 、 大氣窗口 、 自由空間通信 、大氣監(jiān)視和化學(xué)光譜學(xué)等方面有廣泛的應(yīng)用 。 62 LD與 LED的比較 ? 半導(dǎo)體發(fā)光二極管 （ LED） 與半導(dǎo)體激光二極管 （ LD） 在結(jié)構(gòu)上的 根本區(qū)別就是它沒有光學(xué)諧振腔 ， 形不成激光 。 它的發(fā)光限于自發(fā)輻射 。 它發(fā)出的是熒光 ， 而不是激光 。 63 LD的優(yōu)點(diǎn) ? 1） LD的響應(yīng)速度較快 ， 可用于較高的調(diào)制速率 。 ? 2） LD的光譜較窄 ， 應(yīng)用于單模光纖時(shí) ， 光在光纖中傳播引起的色散小 ， 可用于大容量通信 。 而 LED中由于沒有選擇波長(zhǎng)的諧振腔 ， 所以它的光譜是自發(fā)輻射的光譜 。 其譜寬度一般為 ~。 ? 3） 由于 LD輻射光束的發(fā)散角較小 ， 因而耦合的光纖中的功率較高 ， 傳播距離較遠(yuǎn) ， 而 LED的發(fā)散角一般在 40176。 ～ 20176。 范圍內(nèi) ， 耦合到光纖中的效率較低 ， 通常只有 3%左右 。 ? 4） LD的輸出光強(qiáng)及效率較高 ， LED的輸出光強(qiáng)及效率較低 。 64 LD的缺點(diǎn) ? 1） 溫度特性較差 。 由于激光管的閾值電流依賴于溫度 T， 故其輸出功率也依賴于 T。 發(fā)光二極管沒有閾值電流 ， 故其溫度特性較好 。 ? 2） 易損壞 ， 壽命短 。 半導(dǎo)體光源的損壞一般由三種原因引起 ， 即內(nèi)部損壞 （ 如 PN結(jié)損壞 ） ， 接觸損壞 （ 如引線斷掉 ） 和光學(xué)諧振端面的損壞 （ 如光纖碰角或端面污染引起 ） 。 前兩種為發(fā)光二極管和激光二極管所共有 ， 而后一種損壞卻是激光二極管所獨(dú)有的 ， 由于這一因素而大大降低了激光二極管使用壽命 。 ? 3） 半導(dǎo)體激光器價(jià)格昂貴 ， 發(fā)光二極管比較便宜 。 ? 4） 半導(dǎo)體激光器的 PI曲線不如發(fā)二極管的 PI曲線線性范圍大 ， 調(diào)制時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)較小 。