半导体激光器波长
半导体激光器的应用与分类
半导体激光器的应用与分类半导体光发射器是电流注入型半导体PN结光发射器件，具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽，转换效率高、高可靠和易于集成等特点，被广泛应用。
按照其发光特性，可分为激光二极管（又称半导体激光器或二极管激光器，Laser Diode，LD），通常光谱宽度不]于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管(Superluminescent Dmde,SLD)，光谱宽度不大于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管（Light Emiltting，LED），光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管（Superluminescent SLD），光谱宽度为30～50nm，本节重点介绍几种半导体激光器，钽电容简要介绍超辐射发光二极管。
半导体激光器的分类有多种方法。
按波长分：中远红外激光器、近红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等；按结构分：双异质结激光器、大光腔激光器、分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器；按应用领域分：光通信激光器、光存储激光器、大功率泵浦激光器、引信用脉冲激光器等；按管心组合方式分：单管、阵列（线阵、面阵）；按注入电流工作方式分：脉冲、连续、准连续等。
LD主要技术摄技术指标有光功率、中心波长、光谱宽度、阈值电流、工作电流、工作电压、斜率效率和电光转换效率等。
半导体激光器的光功率是指在规定驱动电流条件下输出的光功率，该指标直接与工作电流对应，这体现了半导体激光器的电流驱动特性。
如果是连续驱动条件，T491T336M004AT则输出功率就是连续光功率，如果是脉冲驱动条件，输出的光功率可用峰值功率或平均功率来衡量。
hymsm%ddz半导体激光器的中心波长是指激光器所发光谱曲线的中心点所对应的波长，通常用该指标来标称激光器的发光波长。
光谱宽度是标志个导体激光器光谱纯度的一个指标，通常用光谱曲线半高度对应的光谱全宽来表示。
dfb半导体激光器温度波长漂移方向
DFB（Distributed Feedback，分布反馈）半导体激光器的温度与波长漂移之间存在确定的关系。
在大多数情况下，随着温度的升高，半导体激光器的输出波长会向长波方向漂移。
这是因为半导体材料的折射率随温度上升而减小，导致谐振腔的有效长度增加，根据光的波长和有效腔长之间的关系（λ = 2nL，其中λ是波长，n是有效折射率，L是有效腔长），波长会相应增长。
具体来说，对于基于InGaAsP/InP等材料体系的DFB激光器，在室温附近每升高1摄氏度，其工作波长通常会以大约0.001 nm/°C至0.01 nm/°C的比例红移（即波长变长）。
这一现象称为热致波长漂移，是激光器设计和使用时必须考虑的重要因素之一，特别是在需要稳定波长输出的应用场合，例如光纤通信系统中，通常会采用温度控制或温度补偿技术来抑制这种漂移。
常用激光器波长
常用激光器波长 Output Wavelengths of Common Lasers
半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。
常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。
激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
808nm半导体激光器可广泛应用于激光医疗，红外夜视，激光印刷，激光泵浦，以及各种科研应用
通常808nm都是用作激光激励源的，比较好的Dilas,Nlight。
不过我推荐前者。
所谓的工业环境是啥？在工业环境下运作？？目前有用808nm 500瓦左右的激光做塑料焊接的，这是个很好的激光应用。
半导体激光器参数3
半导体激光器参数3
阵列和单元器件快轴方向上光束质量一致； 阵列慢轴方向上光源区越薄，发散角越大，衍射极限矛盾？ 大功率半导体激光器快轴方向N.A.>0.6
半导体激光器参数3
N.A.=nsin
•高数值孔径要求使用高 折射率材料 •难点：非球面微柱透镜 的加工
•光束质量表征光束的可汇聚程度 •光参积是一个不变量
半导体激光器参数3
激光头工作距离 ≥100mm
M2值增大 焦点增大
对光束质量提出要求
半导体激光器参数3
输入光束的光斑半径要小于光纤芯径
din dcore
发散角（全角）要小于光纤数值孔径的反 正弦的2倍
in2arcsNi.nA.() N.A.=0.22 < 25.4°
diode laser
fast- & slow axis
collimation
spatial multiplexing
spatial multiplexing
polarization multiplex.
wavelength multiplex.
wavelength multiplexing
1
2
3
半导体激光器参数3
半导体激光器参数3
缺点：
•介质中光程长，有一定吸收，晶体需要良好冷却
•入射角有一定限制
•晶体占据一定空间
No=1.658，Ne=1.486
半导体激光器参数3
4种波长光束耦合， BPP不变，功率提高4倍， 等效提高光束质量4倍
半导体激光器参数3
polarizat ion mult iplexing
半导体激光器参数3
椭球面方程
半导体激光器参数3
半导体激光治疗仪技术参数要求
半导体激光治疗仪技术参数要求
1、激光类型：半导体激光器（进口激光器）
2、波长： 980nm（±10nm）
3、光学技术：光学耦合技术
★4、最大输出功率：30W±2W ，连续可调
5、输出方式：连续脉冲，重复脉冲，单脉冲
6、重复脉冲宽度：0.01ms-1000ms, 脉冲频率 0.5Hz-10000Hz
7、单脉冲宽度：0.01ms-1000ms
8、传输系统：带SMA-905标准连接器的400μm,600μm光纤和探头，并且注册
证中包含光纤传输系统
★9、适用范围：注册证中须注明可对体表和腔道内血管性病变进行接触式汽化、凝固、切割治疗
10、指示光：激光二极管635nm（±20nm）≤5mW 亮度1-7档可调
★11、出光定时：0—999秒，连续可调
12、操作方式：高档精密彩色触摸液晶屏（800×600像素）
13、电源输入：220V ,5A,50Hz
14、冷却方式：风冷
15、激光类别：4类激光
16、安全分类：Ⅰ类B型
17、方案存储：可存储16种治疗方案，方便随时调取
★18、功率检测：内置激光功率反馈监测系统，可以检测和校准功率，确保激光输出功率精确
★19、认证：欧盟CE认证
★20、所投机型在四川省内医院装机台数≥5台，并提供用户名单和联系电话。
以上参数为参考参数，具体参数及要求以询价文件为准。
附件二
潜在投标人报名备案表。
波长的调节
半导体激光二极管的主要参数
半导体激光器的输出特性
半导体激光二极管的电流特性
• o-a 段，由于激光器只有在被加上足够的电 压和足够的电流才会生成激光。在电流较 小的时候，结区的电子和空穴较少，吸收 大于辐射，增益系数G<0，此时激光器发 出的是普通荧光。 • a-b 段，随着电流增大，结区的电子空穴数 量增多，达到 G>0 时，就会出现光放大现 象，此时激光器发出很亮的荧光。但若增 益小于谐振腔自身的损耗，腔内仍不能产 生光振荡，这就是“超辐射”现象。 • b-c段，只有电流增大到使增益足以补偿损 耗时，才能产生模式明确、谱线尖锐的光 振荡，发出激光。刚好使激光器产生激光 的驱动电流称为阈值电流，以Ith表示。功 率随电流的增大线性增大
P
c
o a
b
Ith I
P－I曲线
输出功率与注入电流的关系
电流特性---电流对波长的调谐
1 g 2
n k n 2
Δβ为传输常数的变化量 Δn为折射率的变化量
Δg为增益系数的变化量
α为线宽增加因子
半导体激光器的注入电流的变化导致的载流子浓度的变化不但会引起 材料折射率的改变，而且也会改变增益系数。因此半导体激光器的波长会 随着注入电流的改变而改变。典型的电流调谐曲线是以阶梯形式变化的。
当有电流通过不同的导体组成的回 路时，除产生不可逆的焦耳热外， 在不同导体的接头处随着电流方向 的不同会分别出现吸热、放热现象。 如果电流从自由电子数较高的一端 A流向自由电子数较低的一端B，则 B端的温度就会升高；反之，B端的 温度就会降低。这是J.C.A.珀耳帖 在1834年发现的。
成熟半导体激光波长
成熟半导体激光波长
半导体激光的波长可以根据具体材料的能带结构来决定。
一般来说，常见的成熟半导体激光器有以下波长：
1. 可见光范围：包括红光（约620-700纳米）、橙光（约590-620纳米）、黄光（约570-590纳米）、绿光（约500-570纳米）和蓝光（约450-500纳米）。
2. 近红外范围：包括红外A（约700-900纳米）、红外B（约900-1400纳米）和近红外（约1400-1700纳米）。
需要注意的是，具体的波长范围还取决于材料的能隙大小和激光器结构等因素。
此外，近年来，随着技术的发展，更多不同波长的半导体激光器也在逐渐成熟，如紫外光和远红外光等。
半导体激光治疗仪技术标准
半导体激光治疗仪技术标准
半导体激光治疗仪是一种应用于医疗领域的设备，使用半导体激光器发射出的特定波长的激光光束，对人体进行治疗和康复。
以下是一些半导体激光治疗仪的常见技术标准：
1. 波长范围：半导体激光治疗仪通常具有特定的波长范围，常见的波长包括650纳米、808纳米、980纳米等。
不同波长的光能在治疗过程中具有不同的作用和效果。
2. 输出功率：输出功率是指激光器每秒钟发射的激光能量，通常以瓦特（W）为单位。
输出功率的大小会影响治疗的深度和强度。
3. 能量密度：能量密度是指激光能量在单位面积上的分布情况，通常以焦耳/平方厘米（J/cm²）为单位。
适当的能量密度可以确保治疗效果，并避免对组织造成损伤。
4. 脉冲模式：半导体激光治疗仪可能支持不同的脉冲模式，如连续波、脉冲和调制等。
不同脉冲模式可以适应不同的治疗需求。
5. 治疗模式：半导体激光治疗仪可以提供多种治疗模式，如单点照射、扫描治疗、面板照射等。
不同的治疗模式适用于不同的治疗场景和部位。
6. 安全性：半导体激光治疗仪需要符合相关的安全标准和规定，确保在使用过程中对患者和操作人员的安全。
7. 制造质量：半导体激光治疗仪的制造商应符合相关的质量管理体系和认证要求，如ISO 13485标准等，以确保产品的质量和可靠性。
请注意，具体的技术标准可能因不同的产品和厂家而有所差异。
在购买半导体激光治疗仪时，建议与厂家沟通，并了解其具体的技术规格和性能参数。
半导体激光器的频率
半导体制冷器，也称热电制冷器，其英文名称为 Thermo Electric Cooler，简称 TEC。它是一种利用珀耳帖(Peltier)效应工作，能起小型热泵作用的半导体电子器 件，可以用于制冷，也可以用于加热。半导体制冷器的基本结构如图所示。
半导体激光器控温系统的核心元件
珀耳帖(Peltier)效应
当有电流通过不同的导体组成的回 路时，除产生不可逆的焦耳热外， 在不同导体的接头处随着电流方向 的不同会分别出现吸热、放热现象。 如果电流从自由电子数较高的一端A 流向自由电子数较低的一端B，则B 端的温度就会升高；反之，B端的温 度就会降低。这是J.C.A.珀耳帖在 1834年发现的。
半导体激光器的方案设计
常用的半导体激光器的温度控制框图
温度采集
比 较 器
控制电流
温度控制部分：如图所示，半导体激光器的温度经温度传感器（热敏电阻）采集， 送入比较器，比较器把采集到的温度信号与设定的控制温度进行比较。经过比例积 分微分控制(PID Controller, Proportional-Integral-Differential Controller)处理后通过改 变热电制冷器的驱动电流大小及电流方向达到控制激光器工作温度的目的，进而对 半导体激光器进行制冷或加热，从而保证了半导体激光器温度的稳定。
半导体激光二极管的主要参数
半导体激光二极管的常用参数主要有：波长、阈值电流Ith 、工作 电流Iop 、垂直发散角θ⊥、水平发散角θ∥、监控电流Im。
(1) 波长：即激光管工作波长，常见的激光二极管的波长有635nm、650nm、 670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。激光二极管的波长可以 由波长计测得。
半导体激光器实验
实验19半导体激光器实验一、目的1．明白得半导体激光器的工作原理；2．通过测量半导体激光器工作时的功率、电压、电流，利用这些参数画出P-I、I-V 曲线，让学生了解半导体的工作特性曲线；3．学会通过曲线计算半导体激光器的阈值，串联电阻，和功率效率，外量子效应和外微分效应，并对三者进行比较；4．内置四套方波信号或外加信号直接调制激光器，通过调整不同的静态工作点，和输入信号强度大小不同，观看到截至区，线性区，限流区的信号不同响应（信号畸变，线性无畸变），了解调制工作原理。
二、原理半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器，由于物质结构上的不同，产生激光的具体进程比较特殊。
经常使用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。
鼓励方式有电注入、电子束鼓励和光泵浦三种形式。
半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。
同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现持续工作。
半导体激光器具有体积小、效率高等优势，普遍应用于激光通信、印刷制版、光信息处置等方面。
1．半导体激光器的结构与工作原理现以砷化镓（GaAs）激光器为例，介绍注入式同质结激光器的工作原理。
半导体的能带结构。
半导体材料多是晶体结构。
当大量原子规那么而紧密地结合成晶体时，晶体中那些价电子都处在晶体能带上。
价电子所处的能带称价带（对应较低能量）。
与价带最近的高能带称导带，能带之间的空域称为禁带。
当加外电场时，价带中电子跃迁到导带中去，在导带中能够自由运动而起导电作用。
同时，价带中失掉一个电子，那么相当于显现一个带正电的空穴，这种空穴在外电场的作用下，也能起导电作用。
因此，价带中空穴和导带中的电子都有导电作用，统称为载流子。
搀杂半导体与p-n结。
没有杂质的纯净半导体，称为本征半导体。
若是在本征半导体中掺入杂质原子，那么在导带之下和价带之上形成了杂质能级，别离称为施主能级和受主能级有施主能级的半导体称为n型半导体；有受主能级的半导体称这p型半导体。
第6章 半导体激光器讲解
N2 exp( E2 E1 )
N1
kT
式中， k=1.381×10-23J/K，为波尔兹曼常数，T为热力学温 度。由于(E2-E1)>0，T>0，所以在这种状态下，总是N1>N2。 这是因为电子总是首先占据低能量的轨道。
受激吸收和受激辐射的速率分别比例于N1和N2，且比例系 数(吸收和辐射的概率)相等。
中心波长：在激光器发出的光谱中，连接50％ 最大幅度值线段的中点所对应的波长。
830 828
I=100mA Po=10mW
832 830 828
I=85mA Po=6mW
6.3.1 半导体激光器工作原理和基本结构
半导体激光器是向半导体PN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的。
光受激辐射、发出激光必须具备三个要素：
1、激活介质经受激后能实现能级之间的跃迁；
2、能使激活介质产生粒子数反转的泵浦装置；
3、放置激活介质的谐振腔，提供光反馈并进行放大， 发出激光。
图 3.6 DH (a) 双异质结构； (b) 能带； (c) 折射率分布； (d) 光功率分布
3.1.2 半导体激光器的主要特性
1. 发射波长和光谱特性
半导体激光器的发射波长等于禁带宽度Eg(eV) h f =Eg
式中，f=c/λ，f (Hz)和λ(μm)分别为发射光的频率和波长，
c=3×108 m/s为光速，h=6.628×10-34J·S为普朗克常数， 1eV=1.6×10-19 J，代入上式得到
生的自发辐射光作为入射光。
产生稳定振荡的条件（相位条件）
2L m / n
m 纵模模数，n 激光媒质的折射率
半导体激光治疗仪技术参数
半导体激光治疗仪技术参数
产品技术规格及基本要求：
1、激光器基本参数
1.1GaAS半导体激光器
1.2波长：810nm(±10nm)
1.3光纤末端输出功率：0-30W,连续可调
1.4输出模式：连续、重复脉冲
2、瞄准激光
2.1激光二极管，亮度强弱可调节
2.2红色半导体激光指示光
3、传输系统
3.1带HP-SMA-905国际标准光纤连接器
3.2光纤芯径：400μm,600Um,
3.3光纤传导率295%
3.4光纤未连接自动报警
4、操作方式
4.1精密真彩色触摸液晶屏
5、预设方式
5.1具备预存工作模式功能
5.2预设激光参数：脉宽、频率、功率、定时设置等
5.3治疗过程中，脉宽、频率、功率、脉冲数、脉冲方式、定时总时间及剩余时间同步被显示
6、打印功能：可打印使用设备的手术起始时间、频率、功率、脉冲方式、脉冲数及总能量
7、声音报警提示，蜂鸣器声音大小可调
8、配备
8.1自动高低温报警和控制系统
8.2全机性能自检功能
9、激光器冷却系统：半导体制冷，空气冷却。
反射式体光栅压窄线宽锁波长785nm激光器的使用
《科技传播》2018•4（下）93传播创新研究一般来说，半导体激光器(Laser Diode 简称LD)由于光谱宽，波长随电流和温度都比较敏感，改善半导体激光器的光束特性通常使用光子注入锁定和外腔反馈技术两种。
外腔反馈常用通常采用标准具、光纤光栅、闪耀光栅等光学元件进行选模。
当采用标准具作为选模元件时，单个标准具存在周期性的通带，往往由于二极管激光器的增益谱线很宽，再加上标准具的厚度不能做到很薄，（例如厚度为0.27nm 的标准具的FSR 大概在0.8nm 左右，厚度为0.27mm 的标准具制作上工艺上也很有难度），所以一般情况下会选定很多分立的发射波长，一般需要两个或多个标准具由不同自由光谱区不互相重叠实现窄线宽的输出，这样工艺较为复杂，且锁波效果不理想；采用薄膜滤光片也可以实现单个通带输出，但由于镀膜工艺的限制压窄线宽输出往往不理想，通带的半高宽较大而不能满足实际需求；利用闪耀光栅的1级衍射来实现窄线宽的输出，闪耀光栅的缺点就是效率比较低，且大功率下光栅容易发生变形而导致效率降低。
另外就是直接DFB 半导体激光器和DBR 半导体激光器，尽管这两种激光器可以做到比较窄的线宽，因为光栅直接在半导体激光器的腔体内，生长工艺复杂，且功率相对低，目前的成本总体很高。
本文采用光纤和柱透镜作为准直光斑光学元件，利用反射式体光栅作为外腔反馈的共同作用来压窄线宽，工艺简单，损耗低，成本相对较低，并容易实现长期稳定的窄线宽的激光输出。
1 腔外结构及工作原理体光栅分为反射式体光栅，透射式光栅和啁啾式光栅。
而反射式体光栅是比较常用的压一种窄线宽的光学元件。
在1998年，Glebov 等人设计制作了一种光热折变(photo-thermo-refractive，PTR)无极玻璃[1-4]，这种玻璃在紫外波段具有较好的光敏特性，并且在近红外和可见波段具有较高的透射率，由PTR 制作的体光栅衍射效率几乎不受温度的影响。
PTR 玻璃的主要特性：PTR 玻璃经过紫外激光的光刻，热处理后由于析出纳米NaF 晶相能够产生永久折射率调制，所以PTR 十分适合制作体光栅。
半导体激光器
半导体激光器摘要：由于三五族化合物工艺的发展与半导体激光器的多种优点，近几十年来，半导体激光器发展十分迅速，而且在各个领域发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍半导体激光器的基本理论原理、相关发展历程、研究现状以及其广泛的应用。
关键词：半导体激光器；研究现状；应用1.引言自1962 年世界上第一台半导体激光器发明问世以来, 半导体激光器发生了巨大的变化, 极大地推动了其他科学技术的发展, 被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一[1], 近十几年来, 半导体激光器的发展更为迅速, 已成为世界上发展最快的一门激光技术[2]。
激光器的结构从同质结发展成单异质结、双异质结、量子阱（单、多量子阱）等多种形式，制作方法从扩散法发展到液相外延(LPE)、气相外延(VPE)、分子束外延(MBE)、金属有机化合物气相淀积(MOCVD)、化学束外延(CBE) 以及它们的各种结合型等多种工艺[3]。
由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制及价格低廉等优点, 使得它目前在各个领域中应用非常广泛。
2.半导体激光器的基本理论原理半导体激光器又称激光二极管(LD)。
它的实现并不是只是一个研究工作者的或小组的功劳，事实上，半导体激光器的基本理论也是一大批科研人员共同智慧的结晶。
早在1953年，美国的冯·纽曼（John Von Neumann）在一篇未发表的手稿中第一个论述了在半导体中产生受激发射的可能性；认为可以通过向PN结中注入少数载流子来实现受激发射；计算了在两个布里渊区之间的跃迁速率。
巴丁在总结了这个理论后认为，通过各种方法扰动导带电子和价带空穴的平衡浓度，致使非平衡少数载流子复合而产生光子，其辐射复合的速率可以像放大器那样，以同样频率的电磁辐射作用来提高。
这应该说是激光器的最早概念。
苏联的巴索夫等对半导体激光器做出了杰出贡献，他在1958年提出了在半导体中实现粒子数反转的理论研究，并在1961年提出将载流子注入半导体PN结中实现“注入激光器”，并论证了在高度简并的PN结中实现粒子数反转的可能性，而且认为有源区周围高密度的多数载流子造成有源区边界两边的折射率有一差值，因而产生光波导效应。
光通信产业中所用的半导体激光器的常用波长
光通信产业中所用的半导体激光器的常用波长下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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1550nm半导体激光器
1550nm半导体激光器
1550nm半导体激光器是一种集成电路激光器，典型的输出光波长有1050nm、1200nm、1490nm和1550nm。
它有小尺寸、低功耗、成本低和安装简单等优点，
是光通信、光照面生物等多种领域的理想光源。
1550nm半导体激光器相对于其他波长的激光器具有相当大的优势。
它的优势
包括窄脉冲半宽度和准直特性以及低熵扩展，可以确保光源所带来的分纤性能。
而且，它的信号动态范围非常宽，可实现多种的光纤通信发射模式，适合大幅度覆盖和高速传输。
在光通信领域，1550nm半导体激光器使用最为广泛，由于它适合大距离传输
系统，可满足现有光纤网络的传输需求。
而它也拥有非常窄带性，其频率响应更加精确，也可以有效地降低系统的失真取巧。
此外，1550nm半导体激光器也可以用于视频光照面领域，因为它能够提供足
够强度的紫外线，是构建高性能紫外线系统的理想选择。
它还可以应用于激光测距，可以准确地反映被测物体距离激光器的距离。
总之，1550nm半导体激光器是一种多功能光源，可以为光通信、光照面生物
学研究以及其他领域提供理想的光源，其优势可以满足不同特定应用的需求。
激光卫星通信技术
2 卫星激光通信技术的国际进展
二十多年来，欧洲各国、美国、日本等先进工业国家甚至包括一些第三世界国家投入了大量人力物力，制定了许多研究计划，开展了卫星激光通信的所有领域的研究开发。在卫星激光通信领域，欧洲已完全领先于美国，处于国际领先地位并在可预见的将来可保持这一地位。欧空局的SIL EX计划在世界上首先实现了具有一定应用价值的高轨卫星—低轨卫星激光通信链接，同时发展了高码率、小型化、轻量化、低能耗的OPTEL工业化激光通信终端系列，也完成了德国合成孔径雷达卫星的高码率多用途激光通信终端TSX-LCT，表明欧洲事实上实现了高性能的激光通信终端。日本参与了SIL EX计划，表现了非常坚实的发展基础。美国的研究计划在总体技术方案考虑上存在问题，已发展的方案只能实现近距离的低性能的星间激光通信，因此欧空局发展工业化高性能激光通信终端的主要目的之一，是打入美国卫星激光通信的军用和民用市场。
2. 2 日本 SIL EX-LUCE计划
LUCE终端的工程模型(EM)与轨道模型(OM)基本相同，主要由光学部分(LUCE-O)和电学部分( LUCE-E)构成。LUCE-O安装在OICETS卫星背对地球的一面，正对高轨卫星ARTEMIS的视场。LUCE-O包括安装在两轴 U型万向架上的光学天线和中继光学平台。激光发射机采用GaAlAs半导体激光二极管，粗跟踪传感器采用CCD探测器，精跟踪传感器采用四像限探测器QD. LUCE-E位于卫星内部，控制 LUCE-O的捕获、跟踪与瞄准并实现通信功能( PN码)。
长期以来，Nd:YAG激光器的电光转换效率是它的一个突出缺点，现在这一情况已经部分得到改善，通过采用性能比较好的半导体激光二极管作为泵浦光源，可以提高Nd:YAG激光器的电光转换效率，使其达到较高的程度。
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半导体激光器波长
1 激光器材料选择与辐射波长
半导体激光器(LD)的辐射波长由有源区材料的禁带宽度决定：
上式中和分别代表普朗克常量和真空中的光速，是物理常数。
故只要给出禁带宽度，即可得到波长。
不同材料有不同的禁带宽度，因而有不同的辐射波长。
已知GaAs的禁带宽度为1.424eV，则输出激光波长
辐射波长与掺杂浓度有关，以GaAs为例，例如用Al原子代替GaAs中100x%的Ga原子，得到Al x Ga1-x As。
Al x Ga1-x As的禁带宽度比纯净的GaAs大，具随x的增大而增加。
特别是，当GaAs中的Ga原子全部被Al原子取代生成AlAs 时，其带隙宽度为2.09eV，相应的辐射波长约为600nm。
在部分替代的情况下，Al x Ga1-x As的带隙介于2.09eV~1.424eV之间，相应的辐射波长处于600nm~870nm。
表1给出了部分常用半导体材料的禁带宽度和对应的辐射波长。
表1 部分常用半导体材料的禁带宽度和对应的辐射波长
由上表可知，900 nm波段半导体激光器有源区材料的选择范围为：磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、砷化镓铝(AlGaAs)、砷磷化铟镓(InGaAsP)。
常用的选频方法有：
(1)耦合腔选择。
耦合腔由两个Fabry-Perot腔组成，等价于在长腔内放置两个F-P标准具，两个F-P既可以彼此分离，也可以连在一起形成槽型。
(2)用分布反馈布拉格(DFB)或分布布拉格反射(DBR)。
(3)注入锁定。
包括种子光注入和自反馈注入。
若半导体激光器的输出在空间是单模的，且同时在时间上又只有一个纵模振荡，这样的激光器称为单模半导体激光器。
该类激光器可实现基模输出，输出光束具有很好的方向性，可达到衍射极限，但由于当谐振腔内光强密度太高时，腔面反射膜对激光能量的吸收导致膜层的严重破坏，从而导致半导体激光器突变性失效，故到目前为止，单模半导体激光的输出功率限制在200 mW左右。
超过100mW的单模激光器属于大功率半导体激光器。
为此人们采用增加有源层宽度的方法来提高功率，如宽条形半导体激光器，而这种半导体激光器总是多模振荡，输出的是多“光瓣”的激光，光束质量差，相干长度短。
为此提高激光器的模式特性，获得半导体激光器近衍射极限光束输出是问题的重点，目前一个比较成功的方法是使用主振荡功率放大(MOPA)结构，如图1所示。
图1主振荡功率放大结构
MOPA结构中包含两部分：脊形区和锥形区。
脊形区保证器件基模振荡，锥形区起功率放大作用，同时可以减小输出腔面的功率密度、抑制输出端面的灾变性光学损伤。
S.O’Brien等人利用MOPA系统，获得了单模激光输出，其连续输出功率达2W。
由于其结构复杂，因而价格也十分昂贵。
图2是2017年德国莱布尼茨研究所的最新研究进展，采用脊波导增益芯片，利用扩展腔半导体激光器(ECDL)和主振荡功率放大(MOPA)结构获得最大输出功率为570mW、线宽26 kHz的1064nm单模激光输出。
图2微集成ECDL-MOPA
高功率半导体激光器从输出功率范围上主要分为四种器件：
(1)单横模激光器：具有良好的横模工作特性，输出功率在几十毫瓦至数百毫瓦之间，主要用于高速激光打印、信息记录等领域。
(2)宽面接触(BA)激光器(见图4)：输出功率在几百毫瓦至几瓦之间。
主要用于固体激光泵浦、医疗等方面。
(3)CM条激光器(见图3)：总宽度为1cm的一维线阵半导体激光器，输出功率可达数十瓦至数百瓦量级，主要用于泵浦固体激光器。
(4)二维面阵激光器件：一般为cm条激光器的二维组合阵列，输出功率从百瓦至数千瓦，甚至更高。
主要用于泵浦固体激光器。
图5以有效发射面积为200μm×1μm的宽面接触半导体激光器(Board Area Laser，BAL)为光源，以闪耀光栅为外反馈元件，输出电流为3.5A时，获得线宽和输出功率分别为0.43nm 和764mW的804 nm激光输出。
图5BAL外腔半导体激光器。