半导体激光器的工作原理是什么
半导体激光器是一种利用半导体材料产生激光的器件，其工作原理基于受激辐射和光放大过程。半导体激光器的核心结构是PN结，当外加正向电压时，电子和空穴在结区复合，释放出能量。这些能量以光子的形式释放，当光子遇到其他激发态的电子时，会引发受激辐射，产生更多相同频率、相位和方向的光子，从而实现光的放大。
为了实现激光输出，半导体激光器还需要光学谐振腔。通常由半导体晶体的两个解理面构成的法布里-珀罗谐振腔，能够使特定波长的光在腔内来回反射并不断放大。当光增益超过损耗时，就会产生相干的激光输出。半导体激光器具有体积小、效率高、寿命长等优点，广泛应用于光通信、光盘存储、激光打印等领域。
半导体激光器制作技术、工作原理及应用全面
自1962年第一台半导体激光器问世以来，这项技术经历了翻天覆地的变革，极大地促进了科学技术的发展，被公认为二十世纪最伟大的发明之一。近十几年来，半导体激光器的发展势头迅猛，已成为全球激光技术领域的一股强劲力量。它广泛应用于光电子学领域，成为现代光电子科学的核心技术。得益于其体积小、结构简单、能耗低、寿命长、易于调制以及成本较低等优势，半导体激光器在光电子领域得到了广泛应用，受到了全球各国的高度关注。
半导体激光器是一种以直接带隙半导体材料构成的Pn结或Pin结为工作物质的小型化激光器。目前，已制成激光器的半导体材料包括砷化镓、砷化铟、锑化铟、硫化镉、碲化镉、硒化铅、碲化铅、铝镓砷、铟磷砷等。半导体激光器的激励方式主要有电注入式、光泵式和高能电子束激励式，其中电注入式最为普遍。半导体激光器被称为半导体激光二极管，其输出波长范围取决于所用材料的能带间隙，例如AlGaAs双异质结激光器的输出波长为750～890nm。
半导体激光器制作技术经历了从扩散法到液相外延法(LPE)、气相外延法(VPE)、分子束外延法(MBE)、MOCVD方法(金属有机化合物汽相淀积)、化学束外延(CBE)等多种工艺的发展。尽管半导体激光器在性能上存在一些不足，如受温度影响大、光束发散角较大等，但随着科技的不断进步，其性能正在持续提升。
以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21世纪的信息社会中将取得更大进展，发挥更大作用。以下列举了其在产业和技术、医疗及生命科学研究中的应用：
1. 产业和技术应用： 1）光纤通信：半导体激光器是光纤通信系统的实用化光源，已成为当代通信技术的主流。 2）光盘存取：半导体激光已应用于光盘存储器，可存储大量声音、文字和图像信息。 3）光谱分析：远红外可调谐半导体激光器已应用于环境气体分析、监测大气污染等。 4）光信息处理：半导体激光器已应用于光信息处理系统，表面发射半导体激光器二维阵列是光并行处理系统的理想光源。 5）激光微细加工：借助Q开关半导体激光器产生的高能量超短光脉冲，可对集成电路进行切割、打孔等。 6）激光报警器：广泛应用于防盗报警、水位报警、车距报警等。 7）激光打印机：高功率半导体激光器已应用于激光打印机，提高打印速度和分辨率。 8）激光条码扫描器：已广泛应用于商品销售、图书和档案管理等领域。 9）泵浦固体激光器：采用高功率半导体激光器取代传统氛灯，构成全固态激光系统。 10）高清晰度激光电视：预计将投放市场，耗电量比现有电视机低20%。
2. 医疗和生命科学研究应用： 1）激光手术治疗：半导体激光已应用于软组织切除、组织接合、凝固和汽化等。 2）激光动力学治疗：通过半导体激光照射，使癌组织产生活性氧，以达到治疗目的。 3）生命科学研究：使用半导体激光的“光镊”可捕捉活细胞或染色体，并移至任意位置，促进细胞合成、细胞相互作用等研究，还可作为法医取证的诊断技术。
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