半导体激光器发展概况

　　半导体激光器又称激光二极管(LD）。进入八十年代，人们吸收了半导体物理发展的最新成果，采用了量子阱（QW）和应变量子阱（SL-QW）等新颖性结构，引进了折射率调制Bragg发射器以及增强调制Bragg发射器最新技术，同时还发展了MBE、MOCVD及CBE等晶体生长技术新工艺，使得新的外延生长工艺能够精确地控制晶体生长，达到原子层厚度的精度，生长出优质量子阱以及应变量子阱材料。于是，制作出的LD，其阈值电流显著下降，转换效率大幅度提高，输出功率成倍增长，使用寿命也明显加长。

　　1）A小功率LD用于信息技术领域的小功率LD发展极快。例如用于光纤通信及光交换系统的分布反馈(DFB）和动态单模LD、窄线宽可调谐DFB-LD、用于光盘等信息处理技术领域的可见光波长（如波长为670nm、650nm、630nm的红光到蓝绿光）LD、量子阱面发射激光器以及超短脉冲LD等都得到实质性发展。这些器件的发展特征是：单频窄线宽、高速率、可调谐以及短波长化和光电单片集成化等。

　　2）B高功率LD1983年，波长800nm的单个LD输出功率已超过100mW，到了1989年，0.1mm条宽的LD则达到3.7W的连续输出，而1cm线阵LD已达到76W输出，转换效率达39%。1992年，美国人又把指标提高到一个新水平：1cm线阵LD连续波输出功率达121W，转换效率为45%。现在，输出功率为120W、1500W、3kW等诸多高功率LD均已面世。高效率、高功率LD及其列阵的迅速发展也为全固化激光器，亦即半导体激光泵浦（LDP）的固体激光器的迅猛发展提供了强有力的条件。

　　近年来，为适应EDFA和EDFL等需要，波长980nm的大功率LD也有很大发展。最近配合光纤Bragg光栅作选频滤波，大幅度改善其输出稳定性，泵浦效率也得到有效提高。

　　半导体激光器在军事上的应用

　　激光制导：它使导弹在激光射束中飞行直至摧毁目标。

　　半导体激光制导已用于地-空导弹、空-空导弹、地-地导弹等。激光制导跟踪在军事上具有十分广泛的应用。激光制导的方法之一是驾束制导,又称激光波束制导。从制导站的激光发射系统按一定规律向空间发射经编码调制的激光束,且光束中心线对准目标;在波束中飞行的导弹,当其位置偏离波束中心时,装在导弹尾部的激光接收器探测到激光信号,经信息处理后,弹上解算装置计算出弹体偏离中心线的大小和方向,形成控制信号;再通过自动驾驶仪操纵导弹相应的机构,使其沿着波束中心飞行,直至摧毁目标为止。另一种激光制导方法是光纤制导。通过一根放出的光纤把传感器的信息传送到导弹控制器,观察所显示的图像并通过同一光纤往回发送控制指令,以达到控制操纵导弹的目的。

　　激光测距：主要用于反坦克武器以及航空、航天等领域。测距仪采用半导体激光器作光源具有隐蔽性,略加改进,还可测量车辆之间的距离并进行数字显示,在低于所需安全系数时发出警报。半导体激光夜视仪和激光夜视监测仪也得到重要应用。利用半导体激光器列阵主动式夜视仪的光源具隐蔽性,列阵功率高的特点,可提高监测距离至1km,如配上扫描和图像显示装置,则可成为激光夜视监测仪。用其对目标进行监测时,目标的活动情况可适时通过光缆传送到指挥所。选择较长的合适波长,可成为全天候监测仪。

　　激光雷达：与CO2激光雷达相比,半导体激光列阵的激光雷达体积小、结构简单、波长短、精度高、具有多种成像功能及实时图像处理功能,包括各种成像的综合、图像跟踪和目标的自动识别等。可用于监测目标,测量大气水气、云层、空气污染;还可用作飞机防撞雷达,机载切变风探测相干光雷达,对来袭目标精确定位以及对直升飞机和巡航导弹的地形跟踪等。半导体激光雷达主要是波长820～850nm的LD及列阵。