【转帖】He-Ne激光器与半导体激光器

激光波长及发散角的精密程度，对于粒度测试是个非常重要的因素，目前我还是倾向于气体激光器，未来半导体激光器真正不需要光学系统校正，波长稳定了才可能在高精领域取代大体积高成本的气体激光器。毕竟高成本也就高2000到3000元左右，不到粒度仪采购价的十分之一，不应过多关注。

半导体激光器需要光学系统校正，He-Ne激光器一样需要光学系统校正

不管哪种激光器的粒度仪设备，发出的激光都需要经过一个Spatil filed（可能拼写有误）光学系统来矫正光发散的问题。

气体激光器没有你所说的那么稳定

半导体激光源一般功率不大，但体积小、重量轻，挺适合用于分析仪器中的。我很看好它在仪器中的普及，也许高档仪器中现在不会有它的地位，但是在高集成度的便携式、在线检测装置中应该会有很好发展的。

我所指的气体激光器有优势限定在激光粒度仪及未来几年期限内这个范围内。激光粒度仪对光源的要求有其特殊性，目前半导体激光器在波长稳定及发散角等激光粒度仪要求较高的参数上有劣势这是不争的事实。而且粒度仪目前对便携性要求不高，半导体激光器的最大优势（体积小，电源简单）体现的不明显。当然，推广到所有激光设备，以及从未来的角度看，半导体激光器的前景更加光明。

对应上面版友的说法
“半导体激光器需要光学系统校正，He-Ne激光器一样需要光学系统校正
不管哪种激光器的粒度仪设备，发出的激光都需要经过一个Spatil filed（可能拼写有误）光学系统来矫正光发散的问题。
气体激光器没有你所说的那么稳定”

补充说明一下：
这个表述概念有些模糊，首先说“一样要矫正”：气体激光器不矫正发射出的激光和光斑圆度都高于不矫正的半导体激光。这个在光学界有专门的资料介绍。为了达到更高的质量对各种激光器进行矫正很正常，但是在指定了一定的技术指标后，气体激光器需要矫正的程度低、难度低。
第二个，光源稳定性问题涉及多个方面，一个是能量稳定性、还有波长稳定性。你说的“气体激光也没那么稳定”也是个模糊概念，什么激光器都不是绝对稳定的。在波长稳定性方面，常规领域，气体激光器远高于半导体激光器。这是由激光的激发原理确定的，不需要争论。能量稳定性方面，普通质量水平的两种激光器可能会接近，但是半导体激光器需要恒温工作条件。
最后强调一点，我的观点是在当前普通运用条件下（常规的成本条件、常规的器件供应条件）气体激光器在激光粒度仪领域在光源质量上比半导体激光器略有优势。不是气体激光器远超半导体激光器，请不要误会。
另外提供两个气体激光器运用佐证，新帕泰克激光粒度仪、马尔文激光粒度仪普遍使用气体激光器（部分高端仪器有使用双光源的）。

补充一点，半导体激光不需要预热，而氦氖激光器需要几十分钟的预热。

马尔文的激光粒度仪使用的是双光源的，其中633nm是气体激光器，另一光源为466nm为半导体激光器，不知你为什么不提出来？另外提出的“为了达到更高的质量对各种激光器进行校正很正常，但是在指定了一定的技术指标后，气体激光器需要校正的程度低、难度低。”不知道这句话是否有数据说明，需要指定什么技术指标呢？
半导体激光发出的初始光和气体激光器发出的初始光来比是有上述缺点，但是请问校正后的半导体激光和气体激光器还存在上述稳定性的差别吗？75分提高到90分不难，难的是85分提高的90分，半导体激光器的不稳定经过校正后完全可以达到气体激光器的稳定性，我想这点应该可以理解的了

“（部分高端仪器有使用双光源的）”。

最后这句清楚补充说明了“马尔文部分仪器有双光源”，也许是我的语句写的不够清楚，导致兄弟你没看完全。同时要说明一点，马尔文的双光源设计，气体激光器是作为主光源，半导体激光器是作为辅助光源，这一点可以从光路图上看出来。

你自己也说“半导体激光器的不稳定经过校正后完全可以达到气体激光器的稳定性”——既然是需要校正——这跟我说的在“在当前普通运用条件下（常规的成本条件、常规的器件供应条件），激光粒度仪领域气体激光器比半导体激光器略有优势”这句话没什么太大的冲突吧？可能在语句表达的程度上大家有不同意见，但我认为这是句很中庸的句子。非要量化的话也就是90分比88分的程度了。因为我们没有本质的对立面呀。我也不是在否定“半导体激光器能够胜任激光粒度仪光源”这个事实。

详细介绍一下半导体激光器，避免使用半导体激光器的技术人员误会我的出发点
半导体激光器又称激光二极管(LD）、半导体模块。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。　　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。　　B 高功率LD　　1983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。 光电子学的飞速发展是建立在量子力学和材料科学的发展上的，其中尤其瞩目的就是光电子半导体的的发展。LED，LD这些电子器件是这一发展的结果，尤其是近期有机光点材料的发展，更加是极大的推动着光电材料的进步。半导体为什么会发光？当电子从上面导带跳下来的进入价带的时候，损失了一定的能量，这些能量就变成了光子发射出来。半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的PN结为工作物质的一种小型化激光器，半导体激光工作物质有几十种，目前已制成的最常见的激光器半导体材料--砷化镓(GaAl)。; 半导体激光器的激励方式主要有三种，即电注入式.光泵式和高能电子束激励式。绝大多数半导体激光器的激励方式是电注入，即PN结加正正向电压，以使在结平面区域产生受激发射，也就是说是个正向偏置的二极管。因此半导体激光器又称为半导体激光二极管对半导体来说，由于电子是在各能带之间进行跃迁，而不是在分立的能级之间跃迁，所以跃迁能量不是个确定植（注：这就是半导体激光的波长稳定性不如气体激光的根本原因，气体激光器激发过程是种能级跃迁，波长非常稳定），这使得半导体激光器的输出波长搌布在一个很宽的范围上。他们所发出的波长在0.3-34um之间，其波长范围决定于所用材料的能带间隙，最常家的是AlGaA:双异质结激光器，其输出波长为750-890nm.世界上第一只半导体激光器是1962年问世的，经过几十年来的研究，半导体激光器得到了惊人的发展，它的波长从红外.红光到蓝绿光，被盖范围逐渐扩大，各项性能参数也有了很大的提高，其制作技术经历了由扩散法到液相外延法(LPE)，气相外延法(VPE),分子束外延法(MBE),MOCVD方法(金属有机化合物汽相沉积)，化学束外延(CBR)以及他们的各种结合型等多种工艺。其激射闭值电流由几百mA降到几十mA，直到亚mA，其寿命由几百到几万小时，乃至百万小时从最初的低温(77K)下运转到在常温下继续工作，输出功率由几豪瓦提高到千瓦级(阵列器件)它具有效率高，体积小，重量轻，结构简单，能将电能直接转换为激光能，功率转换效率高.便于直接调制，省电等优点，因此应用领域日益扩大.目前，固定波长半导体激光器的使用数量居所有激光器之首，某些重要的应用领域过去常用的其他激光器，已逐渐为半导体激光器所取代。半导体激光器最大缺点是：激光性能受温度影响大，光束的发散角较大，所以在方向性，单色性和相干性等方面较差。但随着科学技术的迅速发展，半导体激光器的研究正向纵深方向推进，半导体激光器的性能在不断地提高，目前半导体激光器的功率可以达到很高水平，而且光束质量也有了很大的提高。以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21世纪的信息社会中将取得更大的进步，发挥更大的作用　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。 　特点及应用范围：半导体二极管激光器是实用中最重要的一类激光器。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。
最后我自己加一句“未来的眼光看，半导体激光的运用前景是更光明的”，这样大家就不会有太大的分歧了吧