应用图4 激光二极管随着技术和工艺的发展，多层结构。常用的激光二极管有两种：①PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时，会带来量子噪声。②雪崩光电二极管。它能够提供内部放大，比PIN光电二极管的传输距离远，但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比，光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。半导体激光二极管的工作原理，理论上与气体激光器相同。

激光二极管⑴波长：即激光管工作波长，可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵阈值电流Ith ：即激光管开始产生激光振荡的电流，对一般小功率激光管而言，其值约在数十毫安，具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。⑶工作电流Iop ：即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，此值对于设计调试激光驱动电路较重要。⑷垂直发散角θ⊥：激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度，一般在15?~40?左右。⑸水平发散角θ∥：激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度，一般在6?~ 10?左右。⑹监控电流Im ：即激光管在额定输出功率时，在PIN管上流过的电流。 每一张图像的标签显示方式可调。美国自动打孔激光破膜囊胚注射

发展上世纪60年代发明的一种光源，命名为激光，LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母缩写。1962年秋***研制出 77K下脉冲受激发射的同质结GaAs 激光二极管。1964 年将其工作温度提高到室温。1969年制造出室温下脉冲工作的单异质结激光二极管，1970年制成室温下连续工作的 Ga1-xAlxAs/GaAs双异质结(DH)激光二极管。此后，激光二极管迅速发展。1975年 Ga1-xAlxAs/GaAsDH 激光二极管的寿命提高到105小时以上。In1-xGaxAs1-yPy/InP 长波长DH激光二极管也取得重大进展，因而推动了光纤通信和其他应用的发展。此外还出现了由Pb1-xSnxTe等 Ⅳ-Ⅵ族材料制成的远红外波长激光二极管。北京1460 nm激光破膜8细胞注射采用非接触式的激光切割方式，免除了传统机械操作可能带来的损伤，对细胞伤害小。

激光二极管内包括两个部分：***部分是激光发射部分(可用LD表示)，它的作用是发射激光，如图12中电极(2);第二部分是激光接受部分(可用PD表示)，它的作用是接受、监测『LD发出的激光(当然，若不需监测LD的输出，PD部分则可不用)，如图12中电极(3);这两个部分共用公共电极(1)，因此，激光二极管有三个电极。激光二极管具有体积小、重量轻、耗电低、驱动电路简单、调制方便、耐机械冲击以及抗震动等优点，但它对过电流、过电压以及静电干扰极为敏感，因此，在使用时，要特别注意不要使其工作参数超过其最大允许值，可采用的方法如下：(1)用直流恒流源驱动激光二极管。(2)在激光_极管电路上串联限流电阻器，并联旁路电容器。(3)由于激光二极管温度升高将增大流过它的电流值，因此，必须采用必要的散热措施，以保证器件工作在一定的温度范围之内。(4)为了避免激光二极管因承受过大的反向电压而造成击穿损坏，可在其两端反并联上快速硅二极管。

半导体激光二极管的基本结构：垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙，用以消除主方向外其它方向的激光作用。半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时，会削弱PN结势垒，迫使电子从N区经PN结注入P区，空穴从P区经过PN结注入N区，这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合，从而发射出波长为λ的光子，其公式如下：λ = hc/Eg ⑴式中：h—普朗克常数； c—光速； Eg—半导体的禁带宽度。上述由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子—空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下，少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时，就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光，这就是激光二极管的原理。卵胞浆内单精子注射技术（ICSI）中，激光破膜仪能够精确处理卵子膜，便于精子注入，提升受精率。

二、激光打孔技术在薄膜材料中的应用1.微孔加工在薄膜材料中，微孔加工是一种常见的应用场景。利用激光打孔技术，可以在薄膜材料上形成微米级的孔洞，满足各种不同的应用需求。例如，在太阳能电池板的生产中，利用激光打孔技术可以在硅片表面形成微孔，提高太阳能的吸收效率。在滤膜的制备中，通过激光打孔技术可以制备出具有微孔结构的滤膜，实现对气体的过滤和分离。2.纳米级加工随着科技的发展，纳米级加工成为了薄膜材料加工的重要方向。激光打孔技术作为一种先进的加工手段，在纳米级加工中具有广泛的应用前景。通过精确控制激光束的能量和运动轨迹，可以在薄膜材料上形成纳米级的孔洞，实现纳米级结构的制备。这种加工方式可以显著提高薄膜材料的性能，例如提高其力学性能、光学性能和电学性能等。3.特殊形状孔洞的加工除了常规的圆形孔洞外，利用激光打孔技术还可以加工出各种特殊形状的孔洞。例如，在柔性电子器件的制造中，需要将电路图案转移到柔性基底上。利用激光打孔技术可以在柔性基底上加工出具有特殊形状的孔洞，从而实现电路图案的转移。这种加工方式可以显著提高柔性电子器件的性能和稳定性。利用激光破膜仪对早期胚胎进行精细操作，有助于深入研究胚胎发育过程中的细胞命运决定等机制。美国自动打孔激光破膜XYRCOS

激光?？檎显谧派杓频?0X物镜上，物镜运行透过可见。美国自动打孔激光破膜囊胚注射

激光二极管

激光二极管包括单异质结（SH）、双异质结（DH）和量子阱（QW）激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低，输出功率高的优点，是市场应用的主流产品。同激光器相比，激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点，但其输出功率?。ㄒ话阈∮?mW），线性差、单色性不太好，使其在有线电视系统中的应用受到很大限制，不能传输多频道，高性能模拟信号。在双向光接收机的回传?？橹?，上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。 美国自动打孔激光破膜囊胚注射