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使N2 ＞ N1 （高能级上的电子数多于低能级上的电子数），这种粒
子数的反常态分布称为粒子（电子）数反转分布。 粒子数反转分布状态是使物质产生光放大而发光的首要条件。
10
1.1 激光器的工作原理
2．激光器的工作原理
激光器包括以下3个部分： • 必须有产生激光的工作物质（激活物质）； • 必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源 （泵浦源）； • 必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。 （1）产生激光的工作物质 即处于粒子数反转分布状态的工作物质，称为激活物质或增益 物质，它是产生激光的必要条件。
14
1.1 激光器的工作原理
图3-3 激光器示意图
15
1.1 激光器的工作原理
③ 光学谐振腔的谐振条件与谐振频率 设谐振腔的长度为L，则谐振腔的谐振条件为
2nL
q
（3-6）
或
f c cq
2nL
（3-7）
式中，c为光在真空中的速度，λ为激光波长，n为激活物质的折
射率，L为光学谐振腔的腔长，q=1，2，3…称为纵模模数。
图3-6 GaAlAs-GaAs激光器的光谱
23
1.2 半导体激光器
随着驱动电流的增加，纵模模数逐渐减少，谱线宽度变窄。当 驱动电流足够大时，多纵模变为单纵模，这种激光器称为静态单纵 模激光器。
普通激光器工作在直流或低码速情况下，它具有良好的单纵模 谱线，所对应的光谱只有一根谱线，如图3-6（a）所示。而在高码 速调制情况下，其线谱呈现多纵模谱线。如图3-6（b）所示。
式中，h为普朗克常数，f 12 为吸收或辐射的光子频率。 当处于低能级E1 的电子受到一个光子能量∆E =hf12的光照射时， 该能量被吸收，使原子中的电子激发到较高的能级E2 上去。
光纤通信用的发光元件和光检测元件就是利用这两种现象。
7
1.1 激光器的工作原理
（3）光与物质的三种作用形式 光与物质的相互作用，可以归结为光与原子的相互作用，将发 生受激吸收、自发辐射、受激辐射三种物理过程。如图3-1所示。
17
1.2 半导体激光器
用半导体材料作为工作物质的激光器，称为半导体激光器 （LD），对LD的要求如下。
① 光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口（即 0.85μm、1.31μm和1.55μm）。
② 能够在室温下长时间连续工作，并能提供足够的光输出功率。 目前LD的尾纤输出功率可达500μW～2mW；LED的尾纤输出功率 可达10μW左右。
2
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学习本章目的和要求
了解半导体激光器工作的物理基础。 掌握半导体激光器和发光二极管工作原理及其工作特性。 熟悉光源驱动电路的工作原理。 掌握光电检测器的工作原理及特性。 要性掌能握。光连接器、光衰减器、光耦合器和光开关等器件的功能及主 了解光放大器的类型，掌握EDFA的基本结构及应用。
图3-2 光学谐振腔的结构
13
1.1 激光器的工作原理
② 谐振腔产生激光振荡过程 如图3-3所示，当工作物质在泵浦源的作用下，已实现粒子数反 转分布，即可产生自发辐射。如果自发辐射的方向不与光学谐振腔 轴线平行，就被反射出谐振腔。只有与谐振腔轴线平行的自发辐射 才能存在，继续前进。 当它遇到一个高能级上的粒子时，将使之感应产生受激跃迁， 在从高能级跃迁到低能级中放出一个全同的光子，为受激辐射。 当受激辐射光在谐振腔内来回反射一次，相位的改变量正好是 2π的整数倍时，则向同一方向传播的若干受激辐射光相互加强，产 生谐振。达到一定强度后，就从部分反射镜M2透射出来，形成一束 笔直的激光。 当达到平衡时，受激辐射光在谐振腔中每往返一次由放大所得 的能量，恰好抵消所消耗的能量时，激光器即保持稳定的输出。
特，代入式（3-8）得 1.24
Eg (eV)
(μm) （3-9）
由于能隙与半导体材料的成分及其含量有关，因此根据这个原
理可以制成不同发射波长的激光器。
21
1.2 半导体激光器
（2）阈值特性 对于LD，当外加正向电流达到某一数值时，输出光功率急
剧增加，这时将产生激光振荡，这个电流称为阈值电流，用Ith
图3-1 能级和电子跃迁
8
1.1 激光器的工作原理
① 在正常状态下，电子通常处于低能级（即基态）E1，在入射 光的作用下，电子吸收光子的能量后跃迁到高能级（即激发态）E2，
产生光电流，这种跃迁称为受激吸收——光电检测器。
② 处于高能级E2 上的电子是不稳定的，即使没有外界的作用， 也会自发地跃迁到低能级E1 上与空穴复合，释放的能量转换为光
其定义为激光器达到阈值后，输出光子数的增量与注入电子数的增
量之比，其表达式为
d
(P Pth ) / hf (I Ith ) / e
P Pth I · I th
e hf
（3-10）
由此得
P
Pth
dhf
e
(I
Ith )
（3-11 ）
式中，P为激光器的输出光功率；I为激光器的输出驱动电流，
Pth为激光器的阈值功率；Ith为激光器的阈值电流；hf 为光子能量； e为电子电荷。
表示。如图3-5所示。阈值电流越小越好。
图3-5 典型半导体激光器的输出特性曲线
22
1.2 半导体激光器
（3）光谱特性
LD的光谱随着激励电流的变化而变化。当I＜Ith时，发出的是荧 光，光谱很宽，如图3-6（a）所示。当I＞ Ith后，发射光谱突然变
窄，谱线中心强度急剧增加，表明发出激光，如图3-6（b）所示。
以提供必要的反馈及对光的频率和方向进行选择，才能获得连续的 光放大和激光振荡输出。
激活物质和光学谐振腔是产生激光振荡的必要条件。
12
1.1 激光器的工作原理
① 光学谐振腔的结构
在激活物质的两端的适当位置，放置两个反射系数分别为r1 和r2的平行反射镜M1和M2，就构成了最简单的光学谐振腔。
如果反射镜是平面镜，称为平面腔；如果反射镜是球面镜， 则称为球面腔，如图3-2所示。对于两个反射镜，要求其中一个 能全反射，另一个为部分反射。
③ 与光纤耦合效率高。 ④ 光源的谱线宽度要窄。较好的LD的谱线宽度可达到0.1nm。 ⑤ 寿命长，工作稳定。
18
1.2 半导体激光器
图3-4 InGaAsP双异质结条形激光器的基本结构 （1） n—InGaAsP是发光的作用区，其上、下两层称为限制层， 它们和作用区构成光学谐振腔。限制层和作用层之间形成异质结。 最下面一层n—InP是衬底，顶层P+—InGaAsP是接触层，其作用 是为了改善和金属电极的接触。
3
1 光源 2 光电检测器 3 无源光器件 4 光放大器
4
1 光源
光源器件：光纤通信设备的核心，其作用是将电信号转换 成光信号送入光纤。
光纤通信中常用的光源器件有半导体激光器和半导体发光 二极管两种。
半导体激光器（LD）：适用于长距离大容量的光纤通信系 统。尤其是单纵模半导体激光器，在高速率、大容量的数字光 纤通信系统中得到广泛应用。
子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射——发光二极管。
③ 在高能级E2上的电子，受到能量为hf12的外来光子激发时，使 电子被迫跃迁到低能级E1 上与空穴复合，同时释放出一个与激光
发光同频率、同相位、同方向的光子（称为全同光子）。由于这个 过程是在外来光子的激发下产生的，所以这种跃迁称为受激辐射— —激光器。
图3-8 DFB-LD结构示意图
28
1.2 半导体激光器
4．量子阱半导体激光器
量子阱半导体激光器与一般双异质激光器类似，只是有源区的 厚度很薄（几十埃），如图3-9所示。当有源区的厚度非常小时， 在有源区的异质结将产生一个势能阱，因此将产生这种量子效应的 激光器称为量子阱半导体激光器。
注：受激辐射光为相干光，自发辐射光是非相干光。
9
1.1 激光器的工作原理
（4）粒子数反转分布与光的放大 受激辐射是产生激光的关键。
如设低能级上的粒子密度为N1，高能级上的粒子密度为N2，在 正常状态下， N1 ＞ N2，总是受激吸收大于受激辐射。即在热平衡
条件下，物质不可能有光的放大作用。 要想物质产生光的放大，就必须使受激辐射大于受激吸收，即
（1）光子的概念
光量子学说认为，光是由能量为hf 的光量子组成的，其中 h=6.628×10−34 J·s（焦耳·秒），称为普朗克常数，f 是光波频
率，人们将这些光量子称为光子。 当光与物质相互作用时，光子的能量作为一个整体被吸收或
发射。
6
1.1 激光器的工作原理
（2）原子能级 物质是由原子组成，而原子是由原子核和核外电子构成。原子
有不同稳定状态的能级。
最低的能级E1 称为基态，能量比基态大的所有其他能级E i （i=2，3，4，…）都称为激发态。当电子从较高能级E2跃迁至较 低能级E1时，其能级间的能量差为∆E =E2−E1，并以光子的形式释 放出来，这个能量差与辐射光的频率f 12之间有以下关系式
E E2 E1 hf 12
发光二极管（LED）：适用于短距离、低码速的数字光纤 通信系统，或者是模拟光纤通信系统。其制造工艺简单、成本 低、可靠性好。
5
1.1 激光器的工作原理
半导体激光器：是向半导体P-N结注入电流，实现粒子数
反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放 大而产生激光振荡输出激光。
1．激光器的物理基础
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1
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本章内容、重点和难点
本章内容 光源：半导体激光器和发光二极管。 光电检测器：PIN和APD光电二极管。 无源光器件：光连接器、光衰减器、光耦合器和光开关等。 本章重点 激光器的工作原理。 光源和光电检测器工作原理及其工作特性。 光电检测器的工作原理及其工作特性。 光连接器、光衰减器等无源器件的功能及主要性能。 EDFA的基本结构及应用。
谐振腔只对满足式（3-6）的光波波长或式（3-7）的光波频率
16
1.1 激光器的工作原理
④ 起振的阈值条件 激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的阈值条件。如
以G th表示阈值增益系数，则起振的阈值条件是
Gth
1 2L
ln
1 r1r
2
（3-2）
α为光学谐振腔内激活物质的损耗系数，L为光学谐振腔的腔长， r1，r2为光学谐振腔两个反射镜的反射系数。
19
1.2 半导体激光器
（2）工作原理 用半导体材料做成的激光器，当激光器的P-N结上外加的正向
偏压足够大时，将使得P-N结的结区出现了高能级粒子多、低能级 粒子少的分布状态，这即是粒子数反转分布状态，这种状态将出现 受激辐射大于受激吸收的情况，可产生光的放大作用。
被放大的光在由P-N结构成的F-P光学谐振腔（谐振腔的两个反 射镜是由半导体材料的天然解理面形成的）中来回反射，不断增强， 当满足阈值条件后，即可发出激光。
20
1.2 半导体激光器
2．半导体激光器的工作特性
（1）发射波长
半导体激光器的发射波长取决于导带的电子跃迁到价带时所释
放出的能量，这个能量近似等于禁带宽度Eg(eV)，由式（3-1）得
hf = Eg
（3-8）
式中，f c ，f (Hz)和λ(μm)分别为发射光的频率和波长，
c=3×108m/s， h=6.628×10−34 J·s，leV=1.60×10−19 J为电子伏
26
1.2 半导体激光器
（5）温度特性 激光器的阈值电流和输出光功率随温度变化的特性为温度特性。
阈值电流随温度的升高而加大，其变化情况如图3-7所示。
图3-7 激光器阈值电流随温度变化的曲线
27
1.2 半导体激光器
分布反馈半导体激光器（DFB-LD）
DFB-LD是一种可以产生动态控制的单纵模激光器（称为动态单 纵模激光器），即在高速调制下仍然能单纵模工作的半导体激光器。 它是在异质结激光器具有光放大作用的有源层附近，刻有波纹状的 周期光栅而构成的，如图3-8所示。
11
1.1 激光器的工作原理
（2）泵浦源 使工作物质产生粒子数反转分布的外界激励源，称为泵浦源。
物质在泵浦源的作用下，使得N2＞N1，从而受激辐射大于受激
吸收，有光的放大作用。这时的工作物质已被激活，成为激活物质 或增益物质。
（3）光学谐振腔 激活物质只能使光放大，只有把激活物质置于光学谐振腔中，
一般，用F-P谐振腔可以得到的是直流驱动的静态单纵模激光器， 要得到高速数字调制的动态单纵模激光器，必须改变激光器的结构， 例如分布反馈半导体激光器（DFB-LD）。
24
1.2 半导体激光器
图3-8 GaAlAs-GaAs激光器的输出光谱
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1.2 半导体激光器
（4）转换效率
半导体激光器的电光功率转换效率常用微分量子效率ηd表示，
子数的反常态分布称为粒子（电子）数反转分布。 粒子数反转分布状态是使物质产生光放大而发光的首要条件。
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1.1 激光器的工作原理
2．激光器的工作原理
激光器包括以下3个部分： • 必须有产生激光的工作物质（激活物质）； • 必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源 （泵浦源）； • 必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。 （1）产生激光的工作物质 即处于粒子数反转分布状态的工作物质，称为激活物质或增益 物质，它是产生激光的必要条件。
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1.1 激光器的工作原理
图3-3 激光器示意图
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1.1 激光器的工作原理
③ 光学谐振腔的谐振条件与谐振频率 设谐振腔的长度为L，则谐振腔的谐振条件为
2nL
q
（3-6）
或
f c cq
2nL
（3-7）
式中，c为光在真空中的速度，λ为激光波长，n为激活物质的折
射率，L为光学谐振腔的腔长，q=1，2，3…称为纵模模数。
图3-6 GaAlAs-GaAs激光器的光谱
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1.2 半导体激光器
随着驱动电流的增加，纵模模数逐渐减少，谱线宽度变窄。当 驱动电流足够大时，多纵模变为单纵模，这种激光器称为静态单纵 模激光器。
普通激光器工作在直流或低码速情况下，它具有良好的单纵模 谱线，所对应的光谱只有一根谱线，如图3-6（a）所示。而在高码 速调制情况下，其线谱呈现多纵模谱线。如图3-6（b）所示。
式中，h为普朗克常数，f 12 为吸收或辐射的光子频率。 当处于低能级E1 的电子受到一个光子能量∆E =hf12的光照射时， 该能量被吸收，使原子中的电子激发到较高的能级E2 上去。
光纤通信用的发光元件和光检测元件就是利用这两种现象。
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1.1 激光器的工作原理
（3）光与物质的三种作用形式 光与物质的相互作用，可以归结为光与原子的相互作用，将发 生受激吸收、自发辐射、受激辐射三种物理过程。如图3-1所示。
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1.2 半导体激光器
用半导体材料作为工作物质的激光器，称为半导体激光器 （LD），对LD的要求如下。
① 光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口（即 0.85μm、1.31μm和1.55μm）。
② 能够在室温下长时间连续工作，并能提供足够的光输出功率。 目前LD的尾纤输出功率可达500μW～2mW；LED的尾纤输出功率 可达10μW左右。
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通信用光器件
学习本章目的和要求
了解半导体激光器工作的物理基础。 掌握半导体激光器和发光二极管工作原理及其工作特性。 熟悉光源驱动电路的工作原理。 掌握光电检测器的工作原理及特性。 要性掌能握。光连接器、光衰减器、光耦合器和光开关等器件的功能及主 了解光放大器的类型，掌握EDFA的基本结构及应用。
图3-2 光学谐振腔的结构
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1.1 激光器的工作原理
② 谐振腔产生激光振荡过程 如图3-3所示，当工作物质在泵浦源的作用下，已实现粒子数反 转分布，即可产生自发辐射。如果自发辐射的方向不与光学谐振腔 轴线平行，就被反射出谐振腔。只有与谐振腔轴线平行的自发辐射 才能存在，继续前进。 当它遇到一个高能级上的粒子时，将使之感应产生受激跃迁， 在从高能级跃迁到低能级中放出一个全同的光子，为受激辐射。 当受激辐射光在谐振腔内来回反射一次，相位的改变量正好是 2π的整数倍时，则向同一方向传播的若干受激辐射光相互加强，产 生谐振。达到一定强度后，就从部分反射镜M2透射出来，形成一束 笔直的激光。 当达到平衡时，受激辐射光在谐振腔中每往返一次由放大所得 的能量，恰好抵消所消耗的能量时，激光器即保持稳定的输出。
特，代入式（3-8）得 1.24
Eg (eV)
(μm) （3-9）
由于能隙与半导体材料的成分及其含量有关，因此根据这个原
理可以制成不同发射波长的激光器。
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1.2 半导体激光器
（2）阈值特性 对于LD，当外加正向电流达到某一数值时，输出光功率急
剧增加，这时将产生激光振荡，这个电流称为阈值电流，用Ith
图3-1 能级和电子跃迁
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1.1 激光器的工作原理
① 在正常状态下，电子通常处于低能级（即基态）E1，在入射 光的作用下，电子吸收光子的能量后跃迁到高能级（即激发态）E2，
产生光电流，这种跃迁称为受激吸收——光电检测器。
② 处于高能级E2 上的电子是不稳定的，即使没有外界的作用， 也会自发地跃迁到低能级E1 上与空穴复合，释放的能量转换为光
其定义为激光器达到阈值后，输出光子数的增量与注入电子数的增
量之比，其表达式为
d
(P Pth ) / hf (I Ith ) / e
P Pth I · I th
e hf
（3-10）
由此得
P
Pth
dhf
e
(I
Ith )
（3-11 ）
式中，P为激光器的输出光功率；I为激光器的输出驱动电流，
Pth为激光器的阈值功率；Ith为激光器的阈值电流；hf 为光子能量； e为电子电荷。
表示。如图3-5所示。阈值电流越小越好。
图3-5 典型半导体激光器的输出特性曲线
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1.2 半导体激光器
（3）光谱特性
LD的光谱随着激励电流的变化而变化。当I＜Ith时，发出的是荧 光，光谱很宽，如图3-6（a）所示。当I＞ Ith后，发射光谱突然变
窄，谱线中心强度急剧增加，表明发出激光，如图3-6（b）所示。
以提供必要的反馈及对光的频率和方向进行选择，才能获得连续的 光放大和激光振荡输出。
激活物质和光学谐振腔是产生激光振荡的必要条件。
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1.1 激光器的工作原理
① 光学谐振腔的结构
在激活物质的两端的适当位置，放置两个反射系数分别为r1 和r2的平行反射镜M1和M2，就构成了最简单的光学谐振腔。
如果反射镜是平面镜，称为平面腔；如果反射镜是球面镜， 则称为球面腔，如图3-2所示。对于两个反射镜，要求其中一个 能全反射，另一个为部分反射。
③ 与光纤耦合效率高。 ④ 光源的谱线宽度要窄。较好的LD的谱线宽度可达到0.1nm。 ⑤ 寿命长，工作稳定。
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1.2 半导体激光器
图3-4 InGaAsP双异质结条形激光器的基本结构 （1） n—InGaAsP是发光的作用区，其上、下两层称为限制层， 它们和作用区构成光学谐振腔。限制层和作用层之间形成异质结。 最下面一层n—InP是衬底，顶层P+—InGaAsP是接触层，其作用 是为了改善和金属电极的接触。
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1 光源 2 光电检测器 3 无源光器件 4 光放大器
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1 光源
光源器件：光纤通信设备的核心，其作用是将电信号转换 成光信号送入光纤。
光纤通信中常用的光源器件有半导体激光器和半导体发光 二极管两种。
半导体激光器（LD）：适用于长距离大容量的光纤通信系 统。尤其是单纵模半导体激光器，在高速率、大容量的数字光 纤通信系统中得到广泛应用。
子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射——发光二极管。
③ 在高能级E2上的电子，受到能量为hf12的外来光子激发时，使 电子被迫跃迁到低能级E1 上与空穴复合，同时释放出一个与激光
发光同频率、同相位、同方向的光子（称为全同光子）。由于这个 过程是在外来光子的激发下产生的，所以这种跃迁称为受激辐射— —激光器。
图3-8 DFB-LD结构示意图
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1.2 半导体激光器
4．量子阱半导体激光器
量子阱半导体激光器与一般双异质激光器类似，只是有源区的 厚度很薄（几十埃），如图3-9所示。当有源区的厚度非常小时， 在有源区的异质结将产生一个势能阱，因此将产生这种量子效应的 激光器称为量子阱半导体激光器。
注：受激辐射光为相干光，自发辐射光是非相干光。
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1.1 激光器的工作原理
（4）粒子数反转分布与光的放大 受激辐射是产生激光的关键。
如设低能级上的粒子密度为N1，高能级上的粒子密度为N2，在 正常状态下， N1 ＞ N2，总是受激吸收大于受激辐射。即在热平衡
条件下，物质不可能有光的放大作用。 要想物质产生光的放大，就必须使受激辐射大于受激吸收，即
（1）光子的概念
光量子学说认为，光是由能量为hf 的光量子组成的，其中 h=6.628×10−34 J·s（焦耳·秒），称为普朗克常数，f 是光波频
率，人们将这些光量子称为光子。 当光与物质相互作用时，光子的能量作为一个整体被吸收或
发射。
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1.1 激光器的工作原理
（2）原子能级 物质是由原子组成，而原子是由原子核和核外电子构成。原子
有不同稳定状态的能级。
最低的能级E1 称为基态，能量比基态大的所有其他能级E i （i=2，3，4，…）都称为激发态。当电子从较高能级E2跃迁至较 低能级E1时，其能级间的能量差为∆E =E2−E1，并以光子的形式释 放出来，这个能量差与辐射光的频率f 12之间有以下关系式
E E2 E1 hf 12
发光二极管（LED）：适用于短距离、低码速的数字光纤 通信系统，或者是模拟光纤通信系统。其制造工艺简单、成本 低、可靠性好。
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1.1 激光器的工作原理
半导体激光器：是向半导体P-N结注入电流，实现粒子数
反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放 大而产生激光振荡输出激光。
1．激光器的物理基础
通信用光器件
1
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本章内容、重点和难点
本章内容 光源：半导体激光器和发光二极管。 光电检测器：PIN和APD光电二极管。 无源光器件：光连接器、光衰减器、光耦合器和光开关等。 本章重点 激光器的工作原理。 光源和光电检测器工作原理及其工作特性。 光电检测器的工作原理及其工作特性。 光连接器、光衰减器等无源器件的功能及主要性能。 EDFA的基本结构及应用。
谐振腔只对满足式（3-6）的光波波长或式（3-7）的光波频率
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1.1 激光器的工作原理
④ 起振的阈值条件 激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的阈值条件。如
以G th表示阈值增益系数，则起振的阈值条件是
Gth
1 2L
ln
1 r1r
2
（3-2）
α为光学谐振腔内激活物质的损耗系数，L为光学谐振腔的腔长， r1，r2为光学谐振腔两个反射镜的反射系数。
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1.2 半导体激光器
（2）工作原理 用半导体材料做成的激光器，当激光器的P-N结上外加的正向
偏压足够大时，将使得P-N结的结区出现了高能级粒子多、低能级 粒子少的分布状态，这即是粒子数反转分布状态，这种状态将出现 受激辐射大于受激吸收的情况，可产生光的放大作用。
被放大的光在由P-N结构成的F-P光学谐振腔（谐振腔的两个反 射镜是由半导体材料的天然解理面形成的）中来回反射，不断增强， 当满足阈值条件后，即可发出激光。
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1.2 半导体激光器
2．半导体激光器的工作特性
（1）发射波长
半导体激光器的发射波长取决于导带的电子跃迁到价带时所释
放出的能量，这个能量近似等于禁带宽度Eg(eV)，由式（3-1）得
hf = Eg
（3-8）
式中，f c ，f (Hz)和λ(μm)分别为发射光的频率和波长，
c=3×108m/s， h=6.628×10−34 J·s，leV=1.60×10−19 J为电子伏
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1.2 半导体激光器
（5）温度特性 激光器的阈值电流和输出光功率随温度变化的特性为温度特性。
阈值电流随温度的升高而加大，其变化情况如图3-7所示。
图3-7 激光器阈值电流随温度变化的曲线
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1.2 半导体激光器
分布反馈半导体激光器（DFB-LD）
DFB-LD是一种可以产生动态控制的单纵模激光器（称为动态单 纵模激光器），即在高速调制下仍然能单纵模工作的半导体激光器。 它是在异质结激光器具有光放大作用的有源层附近，刻有波纹状的 周期光栅而构成的，如图3-8所示。
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1.1 激光器的工作原理
（2）泵浦源 使工作物质产生粒子数反转分布的外界激励源，称为泵浦源。
物质在泵浦源的作用下，使得N2＞N1，从而受激辐射大于受激
吸收，有光的放大作用。这时的工作物质已被激活，成为激活物质 或增益物质。
（3）光学谐振腔 激活物质只能使光放大，只有把激活物质置于光学谐振腔中，
一般，用F-P谐振腔可以得到的是直流驱动的静态单纵模激光器， 要得到高速数字调制的动态单纵模激光器，必须改变激光器的结构， 例如分布反馈半导体激光器（DFB-LD）。
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1.2 半导体激光器
图3-8 GaAlAs-GaAs激光器的输出光谱
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1.2 半导体激光器
（4）转换效率
半导体激光器的电光功率转换效率常用微分量子效率ηd表示，