二極管激光器的壹些知識
激光二極管本質上是壹個半導體二極管，按照PN結材料是否相同，可以把激光二極管分為同質結、單異質結（SH）、雙異質結（DH）和量子阱（QW）激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低，輸出功率高的優點，是目前市場應用的主流產品。同激光器相比，激光二極管具有效率高、體積小、壽命長的優點，但其輸出功率小（壹般小於2mW），線性差、單色性不太好，使其在有線電視系統中的應用受到很大限制，不能傳輸多頻道，高性能模擬信號。在雙向光接收機的回傳模塊中，上行發射壹般都采用量子阱激光二極管作為光源。
半導體激光二極管的基本結構為，垂直於PN結面的壹對平行平面構成法布裏——珀羅諧振腔，它們可以是半導體晶體的解理面，也可以是經過拋光的平面。其余兩側面則相對粗糙，用以消除主方向外其它方向的激光作用。
半導體中的光發射通常起因於載流子的復合。當半導體的PN結加有正向電壓時，會削弱PN結勢壘，迫使電子從N區經PN結註入P區，空穴從P區經過PN結註入N區，這些註入PN結附近的非平衡電子和空穴將會發生復合，從而發射出波長為λ的光子，其公式如下：
λ = hc/Eg (1)
式中：h—普朗克常數； c—光速； Eg—半導體的禁帶寬度。
上述由於電子與空穴的自發復合而發光的現象稱為自發輻射。當自發輻射所產生的光子通過半導體時，壹旦經過已發射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復合，產生新光子，這種光子誘使已激發的載流子復合而發出新光子現象稱為受激輻射。如果註入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態相反的載流子分布，即粒子數反轉。當有源層內的載流子在大量反轉情況下，少量自發輻射產生的光子由於諧振腔兩端面往復反射而產生感應輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某壹頻率具有增益。當增益大於吸收損耗時，就可從PN結發出具有良好譜線的相幹光——激光，這就是激光二極管的簡單原理。
隨著技術和工藝的發展，目前實際使用的半導體激光二極管具有復雜的多層結構。圖2為日本三洋公司的紅光半導體激光二極管的結構。
圖3為小功率激光管剖視圖，由圖可見，激光芯片貼在用來散熱的熱沈上，在管座上靠近激光芯片下部封有PIN光電二極管。
圖4為普通激光二極管的外形，由圖可見，小功率激光管有三條引腳，這是因為在管內還封裝有壹個光電二極管，用於監控激光管工作電流。
半導體激光二極管的常用參數有：
（1）波長：即激光管工作波長，目前可作光電開關用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。
（2）閾值電流Ith ：即激光管開始產生激光振蕩的電流，對壹般小功率激光管而言，其值約在數十毫安，具有應變多量子阱結構的激光管閾值電流可低至10mA以下。
（3）工作電流Iop ：即激光管達到額定輸出功率時的驅動電流，此值對於設計調試激光驅動電路較重要。
（4）垂直發散角θ⊥：激光二極管的發光帶在垂直PN結方向張開的角度，壹般在15?~40?左右。
（5）水平發散角θ∥：激光二極管的發光帶在與PN結平行方向所張開的角度，壹般在6?~ 10?左右。
（6）監控電流Im ：即激光管在額定輸出功率時，在PIN管上流過的電流。