半導體鐳射(Semiconductor laser)在1962年被成功激發，在1970年實現室溫下連續輸出。後來經過改良，開發出雙異質接合型鐳射及條紋型構造的鐳射二極體(Laser diode)等，廣泛使用於光纖通訊、光碟、鐳射印表機、鐳射掃描器、鐳射指示器(鐳射筆)，是生產量最大的鐳射器。

半導體鐳射器應用的領域有哪些?據瞭解，半導體鐳射器是成熟較早、進展較快的一類鐳射器，由於它的波長範圍寬，製作簡單、成本低、易於大量生產，並且由於體積小、重量輕、壽命長，因此，品種發展快，應用範圍廣，已超過300種，半導體鐳射器的最主要應用領域是Gb區域網，850nm波長的半導體鐳射器適用於Gh區域網，1300nm -1550nm波長的半導體鐳射器適用於1OGb區域網系統。半導體鐳射器的應用範圍覆蓋了整個光電子學領域，已成為當今光電子科學的核心技術。半導體鐳射器在鐳射測距、鐳射雷達、鐳射通訊、鐳射模擬武器、鐳射警戒、鐳射制導跟蹤、引燃引爆、自動控制、檢測儀器等方面獲得了廣泛的應用，形成了廣闊的市場。1978年，半導體鐳射器開始應用於光纖通訊系統，半導體鐳射器可以作為光纖通訊的光源和指示器以及透過大規模積體電路平面工藝組成光電子系統。由於半導體鐳射器有著超小型、高效率和高速工作的優異特點，所以這類器件的發展，一開始就和光通訊技術緊密結合在一起，它在光通訊、光變換、光互連、並行光波系統、光資訊處理和光存貯、光計算機外部裝置的光禍合等方面有重要用途。半導體鐳射器的問世極大地推動了資訊光電子技術的發展，到如今，它是當前光通訊領域中發展最快、最為重要的鐳射光纖通訊的重要光源。半導體鐳射器再加上低損耗光纖，對光纖通訊產生了重大影響，並加速了它的發展。因此可以說，沒有半導體鐳射器的出現，就沒有當今的光通訊。雙異質結鐳射器是光纖通訊和大氣通訊的重要光源，如今，凡是長距離、大容量的光資訊傳輸系統無不都採用分佈反饋式半導體鐳射器(DFB一LD)，半導體鐳射器也廣泛地應用於光碟技術中，光碟技術是集計算技術、鐳射技術和數字通訊技術於一體的綜合性技術。

半導體鐳射器工作原理是激勵方式,利用半導體物質，即利用電子在能帶間躍遷發光，用半導體晶體的解理面形成兩個平行反射鏡面作為反射鏡，組成諧振腔，使光振盪、反饋、產生光的輻射放大，輸出鐳射。半導體鐳射器優點是體積小、重量輕、運轉可靠、耗電少、效率高等。半導體鐳射器封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而半導體鐳射器封裝則是完成輸出電訊號，保護管芯正常工作、輸出可見光的功能。既有電引數，又有光引數的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用於半導體鐳射器。

半導體鐳射器的特點是什麼?鐳射二極體的優點是效率高、體積小、重量輕且價格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%，總而言之能量效率高是其最大特色。另外，它的連續輸出波長涵蓋了紅外線到可見光範圍，而光脈衝輸出達50W(頻寬100ns)等級的產品也已商業化，作為鐳射雷達或激發光源可說是非常容易使用的鐳射的例子。通常鐳射器封裝形式主要包括單管、Bar條、陣列(Stack)、光纖耦合模組四種形式，其中光纖耦合模組主要用作光纖鐳射器的泵浦光源。

半導體鐳射器的構造及材料

半導體鐳射器在基本構造上，它屬於半導體的P-N接面，但鐳射二極體是以金屬包層從兩邊夾住發光層(有源層)，是“雙異質結接合構造”。而且在鐳射二極體中，將介面作為發射鏡(諧振腔)使用。在使用材料方面，有鎵(Ga)、砷(As)、銦(In)、磷(P)等。此外在多量子阱型中，也使用Ga·Al·As等。

由於具有條狀結構，即使是微小電流也會增加活性區域的電子數反轉密度，優點是激發容易呈現單一形式，而且，其壽命可達10~100萬小時。

半導體鐳射器是一種相干輻射光源，要使它能產生鐳射，必須具備三個基本條件：

增益條件：建立起激射媒質(有源區)內載流子的反轉分佈。在半導體中代表電子能量的是由一系列接近於連續的能級所組成的能帶，因此在半導體中要實現粒子數反轉，必須在兩個能帶區域之間，處在高能態導帶底的電子數比處在低能態價帶頂的空穴數大很多，這靠給同質結或異質結加正向偏壓，向有源層內注人必要的載流子來實現，將電子從能量較低的價帶激發到能量較高的導帶中去。當處於粒子數反轉狀態的大量電子與空穴複合時，便產生受激發射作用。

要實際獲得相干受激輻射，必須使受激輻射在光學諧振腔內得到多次反饋而形成鐳射振盪，鐳射器的諧振腔是由半導體晶體的自然解理面作為反射鏡形成的，通常在不出光的那一端鍍上高反多層介質膜，而出光面鍍上減反膜。對F-p腔(法布里一拍羅腔)半導體鐳射器可以很方便地利用晶體的與P一n結平面相垂直的自然解理面構成F一P腔。

為了形成穩定振盪，鐳射媒質必須能提供足夠大的增益，以彌補諧振腔引起的光損耗及從腔面的鐳射輸出等引起的損耗，不斷增加腔內的光場。這就必須要有足夠強的電流注入，即有足夠的粒子數反轉，粒子數反轉程度越高，得到的增益就越大，即要求必須滿足一定的電流閥值條件。當鐳射器達到閥值，具有特定波長的光就能在腔內諧振並被放大，最後形成鐳射而連續地輸出。可見在半導體鐳射器中，電子和空穴的偶極子躍遷是基本的光發射和光放大過程對於新型半導體鐳射器而言，人們公認量子阱是半導體鐳射器發展的根本動力。量子線和量子點能否充分利用量子效應的課題已延至本世紀，科學家們已嘗試用自組織結構在各種材料中製作量子點，而GaInN量子點已用於半導體鐳射器。另外，科學家也已經做出了另一類受激輻射過程的量子級聯鐳射器，這種受激輻射基於從半導體導帶的一個次能級到同一能帶更低一級狀態的躍遷，由於只有導帶中的電子參與這種過程，因此它是單極性器件。

半導體鐳射具有方向性好、亮度高、單色性好和高能量密度等特點。以半導體鐳射器為基礎的半導體鐳射工業在全球發展執著迅猛，現在已廣泛應用於工業生產、通訊、資訊處理、醫療衛生、軍事、文化教育以及科研等方面。那麼，半導體鐳射行業近些年發展如何?

2021半導體鐳射市場規模有多大 半導體鐳射行業的未來發展分析趨勢

由於半導體鐳射具有眾多優點，發達國家為了在全球化競爭環境中佔據世界資訊科技制高點，紛紛加緊實施半導體鐳射產業發展計劃，如美國的“半導體鐳射核聚變計劃”、德國的“半導體鐳射2001行動計劃”、英國的“阿維爾計劃”和日本的“半導體鐳射研究五年計劃”等，國外以美、德、日為代表的發展國家半導體鐳射產業迅速發展，其在主要的大型製造產業，如汽車、電子、機械、航空、鋼鐵等行業中基本完成了用半導體鐳射加工工藝對傳統工藝的更新換代，進入“光製造”時代。

目前，我國除了半導體鐳射音像裝置已形成較大規模，其他半導體鐳射應用市場與國外相比尚存在較大的差距，我國半導體鐳射產業面臨著較大的發展空間。調查統計結果顯示，我國已有200餘家半導體鐳射相關企業，主要位於湖北、北京、江蘇、上海和廣東等經濟發達省市，這些地區年銷售額約佔全國半導體鐳射產品市場總額的90%，我國半導體鐳射產業已形成以上述省市為主體的華中地區、環渤海、長江三角洲和珠江三角洲四大半導體鐳射產業群，未來，國內半導體鐳射產業發展也將更為集中。

本研究諮詢報告由中研普華諮詢公司領銜撰寫，在大量周密的市場調研基礎上，主要依據了國家統計局、國家商務部、國家發改委、國家經濟資訊中心、國務院發展研究中心、國家海關總署、全國商業資訊中心、中國經濟景氣監測中心、中國行業研究網以及國內外多種相關報刊雜誌媒體提供的最新研究資料。本報告對國內外半導體鐳射行業的發展狀況進行了深入透徹地分析，對我國行業市場情況、技術現狀、供需形勢作了詳盡研究，重點分析了國內外重點企業、行業發展趨勢以及行業投資情況，報告還對半導體鐳射下游行業的發展進行了探討，是半導體鐳射及相關企業、投資部門、研究機構準確瞭解目前中國市場發展動態，把握半導體鐳射行業發展方向，為企業經營決策提供重要參考的依據。