1、半導體激光器的分類

半導體激光器是一種將電子能轉化為光子能的器件。它由氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、砷化鋁鎵(AlGaAs)和磷化銦(InP)等半導體材料制成，它們的導帶和價帶之間的能隙較小，使得電子所需的能量較小，從而可以通過注入電子的方式來實現(xiàn)光發(fā)射。根據(jù)不同的工作方式和結構特點，半導體激光器可以分為多種類型。下文將對其進行分類介紹。

1. 結構分類

根據(jù)外部反饋的方式，半導體激光器可以分為輻射耦合激光器(RCL)、法布里-珀羅（FP）激光器、微環(huán)激光器、腔內(nèi)膜反射式激光器和腔外反射式激光器等不同類型的器件。其中，F(xiàn)P激光器是最常見的一種，由于其優(yōu)異的可調(diào)諧性和輸出功率可調(diào)性，被廣泛應用于通訊、傳感、醫(yī)學等領域。

2. 材料分類

根據(jù)材料的種類，半導體激光器可以分為砷化鎵激光器、鈷鉻染料激光器、鈦寶石激光器、氮化鎵激光器等。其中，砷化鎵激光器是最常用的一種半導體激光器，在通訊領域的應用非常廣泛。氮化鎵激光器由于具有更高的結構可靠性和更高的溫度穩(wěn)定性而備受關注。

3. 工作模式分類

根據(jù)驅動電流的方式，半導體激光器可以分為連續(xù)波激光器(CW)和脈沖激光器(Pulse)。連續(xù)波激光器是指輸出功率隨之泵浦量的增大而不斷增加，而脈沖激光器則是通過在泵浦過程中控制電流脈沖寬度和頻率來實現(xiàn)激光的短脈沖輸出。

4. 波長分類

按波長范圍，可以將半導體激光器分為紅光激光器、綠光激光器和藍光激光器。其中，紅光激光器輸出波長一般在650～670nm之間，適用于光磁盤、光刻、醫(yī)療等領域。綠光激光器輸出波長在510～550nm之間，被廣泛應用于顯示、醫(yī)療、生物技術等領域。藍光激光器由于其較短的波長和高能量密度，逐漸成為藍光光盤和高清晰度顯示技術的首選激光光源。

總之，在不同的應用領域，半導體激光器的種類和特性也不盡相同，我們需要選擇合適的半導體激光器，以滿足具體需求。

2、基于半導體泵浦激光器的光學二倍頻研究目的和意義

半導體泵浦532nm 綠光激光器由于具有波長短，光子能量高，體積小，效率高，可靠性高，壽命長，在水中傳輸距離遠和對人眼敏感等優(yōu)點，近幾年在光譜技術，激光醫(yī)學，信息存儲，彩色打印，水下通訊等領域展示出極為重要的作用，從而成為各國研究的熱點。 半導體泵浦532nm 綠光激光器適用于大學近代物理教學中的非線性光學實驗。本實驗以808nm 半導體激光泵浦Nd 3+: YVO 4激光器為研究對象，在激光腔內(nèi)插入倍頻晶體KTP ，產(chǎn)生532nm 倍頻光，觀察倍頻現(xiàn)象、測量倍頻效率、相位匹配角等基本參數(shù)。

一、實驗目的

1、 掌握光路調(diào)整基本方法，觀察橫模，測量輸出紅外光與泵浦能量的關系，斜效率和閾值；

2、 測量半導體激光器注入電流和功率輸出的變化關系，了解激光原理及倍頻等激光技術。

二、實驗原理

光與物質的相互作用可以歸結為光與原子的相互作用。愛因斯坦從輻射與原子的相互作用的量子論觀點出發(fā)提出：在平衡條件下，這種相互作用過程有三種，也就是受激吸收，受激輻射和自發(fā)輻射。

假定一個原子，其基態(tài)能量為E 1，第一激發(fā)態(tài)的能量為E 2，如圖1所示。如果原子開始處于基態(tài)，在沒有外界光子入射時，原子的能級狀態(tài)將保持不變。如果有一個能量為2121hv E E =-的光子入射，則原子就會吸收這個光子而躍遷到第一激發(fā)態(tài)。原子的躍遷必須符合躍遷選擇定則，也就是入射光子的能量21hv 等原子的能級間隔21E E -時才能被吸收（為敘述的簡單起見，這里假定自發(fā)輻射是單色的）。

激發(fā)態(tài)的壽命很短，在不受外界影響時，它們會自發(fā)地返回到基態(tài)并發(fā)射出光子。自發(fā)輻射與外界作用無關，由于原子的輻射都是自發(fā)地，獨立地進行的，所以不同原子發(fā)射的光子的發(fā)射方向和初相位都是隨機的，各不相同的，如圖2所示。

如果有一個能量為2121hv E E =-的光子入射，則原子就會在這個光子的激勵下產(chǎn)生新的光子，即引起受激輻射，如圖3所示，受激輻射發(fā)射的光子與外來光子的頻率、發(fā)射方向、偏振態(tài)和初相位完全相同。激光就是受激輻射過程產(chǎn)生的。

3、激光器為什么都用綠色光源

因為人眼對綠色比較敏感，在相同功率下，綠光的光柱可以更明顯被看到。

比如：紅光，紫光，綠光都是100MW的，綠光可以看到清晰的光柱，紅光和紫光就沒那么明顯。如果是用做指引裝置，綠光是最佳選擇。尤其是晚上，50MW的光柱都很清晰了！

4、綠光激光器原理及用途

該激光的原理和用途如下：

1、原理：綠光激光器是一種半導體激光器，通過激發(fā)半導體材料產(chǎn)生綠光。半導體激光器的核心部件是激光二極管（LD），由P型半導體、N型半導體以及位于兩者之間的活性層組成。通過電流激發(fā)活性層時，會產(chǎn)生綠光。

2、用途：

材料加工：綠光激光器具有較高的光功率和良好的加工效果，可用于金屬、非金屬、塑料等材料的切割、打標、焊接、雕刻等加工過程。

科學研究：綠光激光器在科學研究領域有廣泛的應用，如用于光譜分析、流場顯示、全息照相、非線性光學等實驗研究。

醫(yī)療：綠光激光器在醫(yī)學領域有廣泛的應用，如用于皮膚病治療、眼科手術、腫瘤治療等。

5、綠色激光如何產(chǎn)生及其工作原理

綠光是近幾年普及的,技術突飛猛進,國內(nèi)取得了巨大發(fā)展,雖然在國外已經(jīng)很普及了,但在國內(nèi)市場認識層面還是很窄,居然很多朋友對此產(chǎn)品感到非常陌生,不知綠光激光有什么用途,更對此產(chǎn)品之工作原理感到不解,沒關系!纖綠精品店工作人員以后有空將陸續(xù)講解一些此方面的知識,本篇主要針對其產(chǎn)生原理作一個講解, 所有半導體激光都是由激光管聚焦產(chǎn)生的,綠光與紅光不同的是綠光沒有直接發(fā)綠光的激光管,只能通過晶體轉換,然后擴束準直產(chǎn)生聚焦良好的綠光.先從晶體了解開始:晶體(Nd:YVO4+KTP) Nd：YVO4 晶體是目前用于制作激光二（LD）泵浦的全固態(tài)激光器工作物質中最為有效的激光晶體之一，其優(yōu)良的性能中，包括穩(wěn)定的化學和物理加工性、較低激光閾值、較大的受激發(fā)射截面、高斜率效率以及寬帶的泵浦光吸收效率，從而使得Nd：YVO4 晶體得到了越來越廣泛的應用。近來，該晶體通過和KTP晶體組合所制作的高功率、高穩(wěn)定性的紅外和綠光激光器已得到了工業(yè)化生產(chǎn)和廣泛的市場應用. KTP(磷酸氧鈦鉀)晶體:KTP晶體是目前眾多非線性晶體中綜合性能最好的晶體之一，其較大的非線性系數(shù)，較高的抗光損光損傷閾值及穩(wěn)定化學特性極高的倍頻轉化效率（＞70%）和相對較低廉的價格使其在該類晶體的應用領域中獨占鰲頭，經(jīng)久不衰，特別是在1064nm的激光倍頻器件的應用中，KTP是最好的晶體材料。LD(808nm)+Nd:YVO4得到1064nm+KTP得到532nm綠激光. 綠光模組由激光晶體和非線性晶體結合在一起，在激光諧振腔中，利用808nm波長的LD泵浦光經(jīng)過激光晶體的增益作用生成1064nm的激光，再經(jīng)過非線性晶體的倍頻作用就可以產(chǎn)生532nm的綠色激光。綠光模組類似于電子元件中的集成電路，具有模塊化、集成化的特點，可以批量生產(chǎn)，降低成本。 綠光模組在制作方式上采用較為流行的光膠工藝，與膠粘劑粘接相比：結合面無光學空隙，綠光輸出功率高，輸出模式好，光斑頻閃低，可達到連續(xù)穩(wěn)定輸出；在20OmW二極管泵浦條件下，晶體尺寸為0.8X0.8X2,其輸出綠光功率一般為5－10mW,另外轉換效率和激光二極管及晶體的質量有很大關系,目前市場最先進的技術和材料,轉換效率最高可達35%以上。

綠光模組在制作激光諧振腔時極其方便，因此成為激光二極管泵浦全固態(tài)激光器（DPSSL）的核心部件。