半導體激光器是以半導體材料為工作物質的一類激光器件。激光被廣泛應用是因為它具有單色性好、方向性強、亮度高等特性。激光技術的原理是：當光或電流的能量撞擊某些晶體或原子等易受激發(fā)的物質，使其原子的電子達到受激發(fā)的高能量狀態(tài)，當這些電子要回復到平靜的低能量狀態(tài)時，原子就會射出光子，以放出多余的能量;而接著，這些被放出的光子又會撞擊其它原子，激發(fā)更多的原子產(chǎn)生光子，引發(fā)一連串的“連鎖反應”，并且都朝同一個方前進，形成強烈而且集中朝向某個方向的光。

半導體激光器不僅具有體積小 、質量輕 、轉換效率高、省電、能直接調制等優(yōu)點 ，而且半導體激光器的制造工藝與半導體電子器件和集成 電路的生產(chǎn)工藝兼容 ，便于與其他器件實現(xiàn)單片光電子集成 ，因此已經(jīng)在科研 、工業(yè) 、軍事 、醫(yī)療等領域得到了 日益廣泛的應用。

半導體激光器的常用工作物質主要有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。根據(jù)不同的工作物質主要有三種激勵方式：電注入，pump式和高能電子束激勵。

(1)電注入是半導體激光器，一般由GaAS、CdS、InP、ZnS等工作物質作為主要材料，制成半導體面結型二極管，在受到電注入時，沿著正向偏壓注入的電流，對工作物質進行激勵，從而在節(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射。

(2)Punp式激光器，一般由晶體中摻入受主雜的的以空穴為載流子的鍺單晶(P型半導體單晶)或以電子為載流子的鍺單晶(N型半導體單晶)作為工作物質，并通過其他激光器發(fā)出的激光作pump激勵，從而實現(xiàn)種群反演。

(3)高能電子束激勵式半導體激光器，一般在工作物質的選擇上與pump式激光器相似，也是選用半導體鍺單晶，但值得注意的問題是，在P型半導體單晶的選擇上高能電子束激勵式半導體激光器主要以PbS。CbS和ZnO為主。

半導體激光器的特性

高效率：半導體激光器的電-光轉換效率通常高達30%～60%，遠高于其他激光器類型的效率，節(jié)省了能源和功率。這也使得半導體激光器被廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療和通信等領域。

小型化：相較于其他激光器類型，半導體激光器的尺寸小、體積輕、易于集成和組裝，成為了微型化電子器件的重要組成部分。此外，由于半導體激光器能夠自行調制輸出波形，因此也成為了高速數(shù)字通信和光纖通信的基礎。

低成本：由于半導體激光器制造工藝相對簡單，且無需對激光器本身進行冷卻，因此制造成本和使用成本相較于其他激光器類型更低。這使得半導體激光器的應用范圍更為廣泛和實用。

長壽命：半導體激光器其基底選擇、結構優(yōu)化等方面的技術不斷更新，制造出的器件具有更長的激光器生命周期。這也為半導體激光器在醫(yī)療、工業(yè)、安全等應用領域提供了更長久和穩(wěn)定的性能。

與傳統(tǒng)激光器類型相比，半導體激光器具有更高的功率密度、更小的體積和更高的效率。半導體激光器與其他激光器類型相比還具有更高的調制速度和更短的上下切換時間。因此，在高速數(shù)據(jù)加工、文本掃描、激光制造等領域，半導體激光器的應用優(yōu)勢更為明顯。

由于這些特點，半導體激光器自問世以來得到了世界各國的廣泛關注與研究。成為世界上發(fā)展最快、應用最廣泛、最早走出實驗室實現(xiàn)商用化且產(chǎn)值最大的一類激光器。經(jīng)過40多年的發(fā)展，半導體激光器已經(jīng)從最初的低溫77K、脈沖運轉發(fā)展到室溫連續(xù)工作、工作波長從最開始的紅外、紅光擴展到藍紫光;閾值電流由10^5 A/cm2量級降至10^2 A/cm2量級;工作電流最小到亞mA量級;輸出功率從幾mW到陣列器件輸出功率達數(shù)kW;結構從同質結發(fā)展到單異質結、雙異質結、量子阱、量子阱陣列、分布反饋型、DFB、分布布拉格反射型、DBR等270多種形式。制作方法從擴散法發(fā)展到液相外延、LPE、氣相外延、VPE、金屬有機化合物淀積、MOCVD、分子束外延、MBE、化學束外延、CBE等多種制備工藝。