砷化镓（GaAs）半导体激光器
砷化镓（GaAs）半导体激光器
在上一篇介绍半导体激光器的文章中提到：电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成关键结构。
砷化镓（GaAs）是Ⅲ‑Ⅴ 族化合物半导体，它的禁带宽度是1.42eV。它的电子迁移率很高，可达 8500 cm²/(V・s)，它的高频性能很强，所以除了用来制造激光器，它也可以做微波器件中的射频功放芯片。
砷化镓（GaAs）激光器的发射波段范围在780~980 nm，属于近红外线，最常用的标准波长是850 nm、940 nm。人眼可见的波长范围是380 nm～760 nm，所以亿万28 看不见它发出的光。由于 850nm 的光在光纤中损耗很高，所以它只适合短距离传输。
为什么它在光纤中损耗很高呢？这是因为光纤是由SiO₂制备而成。其内部充满了纳米级的密度起伏，这种折射率微小波动会造成瑞利散射，损耗α：
可以看到损耗和入射光的波长的四次方成反比，波长越短，瑞利散射的损耗越严重。所以它只适用于室内短距离多模光纤传输。
砷化镓激光器使用金属有机化学气相沉积MOCVD的方法来制作外延层。这种工艺在1968 年，由美国洛克希德实验室首次发明并验证，后面经过几十年的发展已经非常成熟。我国也有多家企业可以生产砷化镓（GaAs）4/6 英寸的单晶衬底，比如北京的中科晶电信息材料，云南锗业的鑫耀半导体，有研新材等。
以 GaAs 单晶当作衬底的半导体激光器由于其工艺非常成熟，难度不大，其应用非常广泛：
一、光通信领域
1. 850 nm 多模光纤通信激光器
局域网、机房交换机、服务器光模块。数据中心最常用光源。
2. 980nm 泵浦激光器
980 nm GaAs 基激光器，当作掺铒光纤放大器 (EDFA) 的泵浦源。
二、民用产品
-
650 nm 红光激光笔、红光指示激光器
所有普通红色激光笔衬底全都是 GaAs。
2. 扫码枪、红外扫码模块
780nm 红外激光二极管，超市扫码器、一维二维激 光扫描头。
3. 光驱、老式 DVD‑ROM 读取激光头（780nm）
这种设备现在比较少见了，发烧友的家中应该有留存。
三、传感、检测仪器
-
红外测温传感器（905 nm）
额温枪、工业中非接触测温探头。
2. 气体检测
甲烷、一氧化碳等气体的红外吸收式检测仪。
3. 激光测距传感器
905 nm 最为普遍，扫地机器人测距。
四、车载传感器与激光雷达
1. VCSEL 垂直腔面发射激光器（衬底为 GaAs）
自动驾驶辅助的 Flash‑LiDAR、车内驾驶员状态监 测、座舱人脸识别、车 窗雨感传感器，现在很多车载夜视红外光源采用 850 nm VCSEL。
五、工业加工、工业设备光源
1. 固体激光器泵浦源（808nm）
532nm 绿光激光笔，内部就是用 808nm AlGaAs激光器去泵浦晶体；
大功率工业固体激光器、Nd:YAG 泵浦光源主要就是用 808 nm GaAs 激光 器。
2. 激光打印、复印机的感光鼓曝光光源
3. 激光焊接、塑料熔接、红外加热定型光源
六、医疗设备
1. 家用和医美机构用的 808nm 半导体激光脱毛仪
2. 红外理疗仪、激光针灸
3. 眼科、牙科仪器
申明：万分感谢原创作者的辛勤付出。本网站转载的文章均会在文中注明，若遇到版权问题请联系亿万28
处理。
