半导体激光器怎么分？抓住主线就能理清

从手机人脸识别的“小眼睛”，到光纤里跑的通信光，再到工厂切钢板的“光刀”，背后都是半导体激光器。种类看着多，其实抓住几条主线就能理清。激光器的分类主要看四件事：光从哪边出来、腔长什么样、用什么材料发什么颜色的光、功率多大。

一、最直观的分法：光从哪边出来？

这是认识激光器的第一把刀，把大家族劈成两半。

边发射激光器（EEL）的光从芯片的侧面射出来，就像从一根管子的侧缝里射出的光，呈细长的椭圆光斑。通信、高功率应用几乎都用它。

垂直腔面发射激光器（VCSEL）的光从芯片顶面垂直射出，就像井盖正上方打出的光柱，光斑是圆的。手机3D传感、数据中心短距通信是它的主力场景。

EEL是个大筐，按谐振腔怎么做的继续细分。可以把腔想成光来回反射放大的跑道。

F-P（法布里-珀罗）是最简单的结构，两面镜子夹一截增益区，出多个波长（多纵模）。常用于泵浦、一般指示。

DFB（分布式反馈）在波导上刻了一排光栅，像给光装了红绿灯，只放一个特定波长过，单纵模、波长稳。光纤通信的绝对主力，工作在1310或1550nm波段。

DBR（分布式布拉格反射）把反射镜用光栅做在两端外侧，腔更长，更容易做可调谐。

EML（电吸收调制激光器）是DFB和一个调制器合体，既能发光又能直接高速调制，专攻长距离、大容量通信。

半导体激光器的波长由材料和结构决定。不同材料体系对应完全不同的波长段和应用。

InGaAsP/InP材料体系覆盖1300和1550nm波段，代表类型有DFB、EML和FP，主要用在光纤通信。

GaAs基（AlGaInP）覆盖630到690nm可见光波段，用于显示、指示和激光投影。

GaAs基（InGaAs）覆盖808、940、980nm，代表类型有EEL和VCSEL，用于泵浦、3D传感和测距。

InGaN（氮化物）覆盖405到530nm可见光波段，用于蓝光存储、激光显示和医疗。

量子级联激光器（QCL）覆盖3到20微米中远红外，用于气体传感和热成像。

小功率是毫瓦级，用于通信、传感和消费电子里的VCSEL、DFB。

中功率在百毫瓦到瓦级，用作固体或光纤激光器的泵浦源、工业测距。

大功率方面，单巴条几十瓦，叠阵可达千瓦级，用于工业切割焊接、医疗和高功率泵浦。把很多EEL芯片并排封装成巴条，再叠起来就是千瓦光源。

双异质结是早期结构，把有源区夹在宽带隙材料中间关住载流子。

量子阱和应变量子阱是当前绝对主流，靠量子限制提升性能、降低阈值。

量子点是新兴方向，阈值更低、温度稳定性更好。

量子级联专攻中远红外，靠级联跃迁发光，是气体检测利器。

FP激光器是边发射，典型波长650到1550nm，单管功率5到100mW，光斑椭圆，用于泵浦和指示。

DFB激光器是边发射，典型波长1310或1550nm，功率10到100mW，光斑椭圆，用于光纤通信。

EML是边发射，典型波长1310或1550nm，功率10到80mW，光斑椭圆，用于长距离通信。

VCSEL是垂直发射，典型波长850或940nm，功率1到10mW，光斑圆形，用于3D传感和数据通信。

高功率EEL巴条是边发射，典型波长808、940或980nm，功率几十瓦每巴条，光斑条形，用于工业和泵浦。

可见光激光二极管是边发射，典型波长405到690nm，功率5到200mW，光斑椭圆，用于显示和指示。

量子级联激光器是边发射，典型波长3到20微米，功率毫瓦到瓦级，光斑椭圆，用于气体传感。

通信长距离用DFB或EML；短距通信和手机传感用VCSEL；需要功率切钢板或泵浦用高功率EEL巴条；需要可见光用AlGaInP或InGaN；需要中远红外气体检测用量子级联激光器。