好久不见，今天我想和大家探讨一下关于“激光产生的机理是什么 ”的话题。如果你对这个领域还不太熟悉，那么这篇文章就是为你准备的，让我们一起来了解一下吧。

半导体激光器结构是怎样的 半导体激光器工作原理介绍【详解】

半导体激光器的结构和工作原理分析

　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。

　1.注入式同质结激光器的振荡原理。由于半导体材料本身具有特殊晶体结构和电子结构，故形成激光的机理有其特殊性。

　(1)半导体的能带结构。半导体材料多是晶体结构。当大量原子规则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，在导带中可以自由运动而起导电作用。同时，价带中失掉一个电子，则相当于出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。

　(2)掺杂半导体与p-n结。没有杂质的纯净半导体，称为本征半导体。如果在本征半导体中掺入杂质原子，则在导带之下和价带之上形成了杂质能级，分别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。在常温下，热能使n型半导体的大部分施主原子被离化，其中电子被激发到导带上，成为自由电子。而p型半导体的大部分受主原子则俘获了价带中的电子，在价带中形成空穴。因此，n型半导体主要由导带中的电子导电;p型半导体主要由价带中的空穴导电。

　半导体激光器中所用半导体材料，掺杂浓度较大，n型杂质原子数一般为(2-5)? 1018cm-1;p型为(1-3)?1019cm-1。

　在一块半导体材料中，从p型区到n型区突然变化的区域称为p-n结。其交界面处将形成一空间电荷区。n型半导体带中电子要向p区扩散，而p型半导体价带中的空穴要向n区扩散。这样一来，结构附近的n型区由于是施主而带正电，结区附近的p型区由于是受主而带负电。在交界面处形成一个由n区指向p区的电场，称为自建电场。此电场会阻止电子和空穴的继续扩散。

　(3)p-n结电注入激发机理。若在形成了p-n结的半导体材料上加上正向偏压，p区接正极，n区接负极。显然，正向电压的电场与p-n结的自建电场方向相反，它削弱了自建电场对晶体中电子扩散运动的阻碍作用，使n区中的自由电子在正向电压的作用下，又源源不断地通过p-n结向p区扩散，在结区内同时存在着大量导带中的电子和价带中的空穴时，它们将在注入区产生复合，当导带中的电子跃迁到价带时，多余的能量就以光的形式发射出来。这就是半导体场致发光的机理，这种自发复合的发光称为自发辐射。

　要使p-n结产生激光，必须在结构内形成粒子反转分布状态，需使用重掺杂的半导体材料，要求注入p-n结的电流足够大(如30000A/cm2)。这样在p-n结的局部区域内，就能形成导带中的电子多于价带中空穴数的反转分布状态，从而产生受激复合辐射而发出激光。

　2.半导体激光器结构。其外形及大小与小功率半导体三极管差不多，仅在外壳上多一个激光输出窗口。夹着结区的p区与n区做成层状，结区厚为几十微米，面积约小于1mm2。

　半导体激光器的光学谐振腔是利用与p-n结平面相垂直的自然解理面(110面)构成，它有35的反射率，已足以引起激光振荡。若需增加反射率可在晶面上镀一层二氧化硅，再镀一层金属银膜，可获得95%以上的反射率。

　一旦半导体激光器上加上正向偏压时，在结区就发生粒子数反转而进行复合。

激光灯看到散发的光就会伤眼，还是盯着看灯就会伤眼？

激光是通过辐射的受激发射而实现光放大，它与普通光的区别在于：普通光（如太阳、电灯）向四面八方发射，其振幅、频率、相位都是杂乱无章的，而激光是沿着一个方向传播，其振幅、频率、相位整齐有序，因此具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。由于激光的亮度很高，小功率的激光产生的能量就和太阳光差不多，经常受激光照射的结果就和经常看刺眼的太阳光一样。

激光对人眼损伤的机理很复杂，主要有三种破坏效应：1、热效应：激光被组织吸收后转化为热能，局部温度升高，使蛋白质破坏，细胞遭受损害；2、冲击波效应：视网膜在短时间内接受强光照射，由于光子冲击和受照组织的快速热膨胀，导致冲击波的产生，并向周围组织扩散而致伤；3、光化学效应：激光照射眼组织引起组织内原子和分子的振动，产生电磁效应和离子化使组织遭受损害。激光对眼睛的损伤

激光是偏振光吗

激光是偏振光，激光是单色线性偏振光，红外偏振光是宽谱椭圆偏振光，类似于不同波段低功率激光的复合应用。

1、激光是原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱（激发）出来的光子束（激光），其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源，激光的单色性好，亮度高，方向性好。

2、振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。

光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。具有偏振性的光才称为偏振光。

扩展资料：

偏振光产生机理：

1、通过反射、多次折射、双折射和选择性吸收的方法可以获得平面偏振光。可采用具有选择吸收的偏振片产生平面偏振光。

2、偏振片是用人工方法制成的薄膜，是用特殊方法使选择性吸收很强的微粒晶体在透明胶层中作有规则排列而制成的，它允许透过某一电矢量振动方向的光（此方向称为偏振化方向），而吸收与其垂直振动的光。

即具有二向色性. 因此自然光通过偏振片后，透射光基本上成为平面偏振光。由于偏振片易于制作，所以它是普遍使用的偏振器。

百度百科——偏振光

百度百科——激光

氦氖激光器激发机理

1．氦氖激光器的结构

氦氖（He-Ne）激光器的结构一般由放电管和光学谐振腔所组成。激光管的中心是一根毛细玻璃管，称作放电管（直径为1mm左右）；外套为储气部分（直径约45mm）；A是钨棒，作为阳极；K是钼或铝制成的圆筒，作为阴极。壳的两端贴有两块与放电管垂直并相互平行的反射镜，构成平凹谐振腔。两个镜版都镀以多层介质膜，一个是全反射镜，通常镀17层膜。交替地真空蒸氟化镁（MgF2与硫化锌（ZnS）。另一镜作为输出镜，通常镀7层或9层膜（由最佳透过率决定）。毛细管内充入总气压约为2Torr（托）的He、Ne混合气体，其混合气压比为5：1－7：1左右。内腔管结构紧凑，使用方便，所以应用比较广泛。但有时为了特殊的需要也常选用全外腔式或半外腔式。

全外腔式的放电管和镜片是完全分离的，半外腔式是上两种形式的结合。

外腔式和半外腔式都需要粘贴布儒斯特片，窗片法线与激光光轴有一夹角，应等于布儒斯特角θ：

θ=tg-1n

K8玻璃对632.8nm激光

n=1.5159；θ=56°35＇；熔融石英

n=1.46；θ=55°36＇。

因此，全外腔式和半外腔式激光器输出的光束是电矢量平行于入射面的线偏振光。

2．氦氖激光器激发机理

氦氖激光器中工作物质是氦气和氖气，其中氦气为辅助气体，氖气为工作气体。产生激光的是氖原子，不同能级的受激辐射跃迁将产生不同波长的激光，主要有632.8nm、1.15um和3.39um三个波长。

氦原子有两个亚稳态能级21S0、23S1，它们的寿命分别为5×10-6s和10-4s，在气体放电管中，在电场中加速获得一定动能的电子与氦原子碰撞，并将氦原子激发到21S0、23S1，此两能级寿命长容易积累粒子。因而，在放电管中这两个能级上的氦原子数是比较多的。这些氦原子的能量又分别与处于3S和2S态的氖原子的能量相近。处于21S0、23S1能级的氦原子与基态氖原子碰撞后，很容易将能量传递给氖原子，使它们从基态跃迁到3S和2S态，这一过程称能量共振转移。由于氖原子的2P、3P态能级寿命较短，这样氖原子在能级3S－3P、3S－2P、2S－2P间形成粒子数反转分布，从而发射出3.39um、632.8nm、1.5um三种波长的激光。

上述过程可表示为：

e**+He(11S0)→e*+He*(21S0)

e**+He(11S0)→e*+He*(23S0)

He*(21S0)+Ne(2P6)→He(21S0)+Ne*(3S)

He*(23S1)+Ne(2P6)→He(21S0)+Ne*(2S)

Ne*(3S)→Ne*(2P)产生波长为632.8nm的激光

Ne*(3S)→Ne*(3P)产生波长为3.39um的激光

Ne*(2S)→Ne*(2P)产生波长为1.15um的激光

从理论上讲，这三种波长的激光都有可能发射，但我们可以采取一些方法去抑制其中的两种，而使我们所需要的一种波长的激光得到输出。632.8nm（红光）因输出为可见波段的激光，实际应用较广泛。

简述普通光源的发光机理

普通光源的发光机理和激光的发光机理是一样的。

在玻尔氢原子理论看来电子在原子外的能量是不连续的，既著名的定态假设。一个特定的能量状态可以看做对应一个特定的运动状态。电子从一种定态转换到另一种定态（术语称为能态跃迁）时，它所拥有的能量将发生变化。由于能量守恒，所以这个能量差值必定以其他形式释放，在光源中这就是光能。一个电子的跃迁对应一个光子能量，这里可以假设成一小段光波动。根据爱因斯坦的光子假说可以求出电子在能态跃迁时形成的光波波长。

普通光源中电子的跃迁以自发跃迁为主(就是无组织无纪律的跃迁)，各个光子之间频率相同但是偏振、相位均为随机，因此相干长度较小，不在特殊装置上一般不容易观测到干涉、衍射效应。

激光光源中的电子跃迁以受激辐射为主（可以看成有组织有纪律的跃迁），各个光子之间频率、偏振、相位均相同，因此相干长度长，不在特殊装置上也容易观测到干涉、衍射效应。

好了，关于“激光产生的机理是什么 ”的话题就讲到这里了。希望大家能够对“激光产生的机理是什么 ”有更深入的了解，并且从我的回答中得到一些启示。