半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。.其工作原理是通過(guò)一定的激勵(lì)方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶（導(dǎo)帶與價(jià)帶）之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級(jí)之間，實(shí)現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時(shí)，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。

 

半導(dǎo)體激光器是依靠注入載流子工作的，發(fā)射激光必須具備三個(gè)基本條件：

（1）要產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù)；

（2）有一個(gè)合適的諧振腔能夠起到反饋?zhàn)饔?，使受激輻射光子增生，從而產(chǎn)生激光震蕩；

（3）要滿足一定的閥值條件，以使光子增益等于或大于光子的損耗。

 

半導(dǎo)體激光器與其他激光器的相似之處在于它們所發(fā)出的光具有空間和時(shí)間相干性。激光輻射有良好的單色性，能得到高度定向的光束。然而，半導(dǎo)體激光器在以下幾個(gè)重要方面與其它激光器有所不同：

 

1. 常規(guī)激光器中，量子躍遷在分立的能級(jí)之間發(fā)生，而在半導(dǎo)體激光器中，躍遷與材料的能帶性質(zhì)有關(guān)；

2. 半導(dǎo)體激光器體積小巧，長(zhǎng)度僅為0.1mm量級(jí)。最近可以在單個(gè)芯片上制作集成激光器，其體積更小。然而，由于有源區(qū)極窄，激光束的發(fā)散性比常規(guī)激光器大得多。

3. 半導(dǎo)體激光器的空間特性和光譜特性強(qiáng)烈受到半導(dǎo)體結(jié)介質(zhì)特性（例如：帶隙和折射率變化）的影響。

4. 與光學(xué)泵相反，僅在二級(jí)管道以正向電流時(shí)產(chǎn)生激光，可以控制電流使整個(gè)系統(tǒng)得到有效的調(diào)制。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器的光子壽命極短，可實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)制。