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。细胞在破膜后仍能保持较高的活性和正常的生理功能，有利于后续对细胞进行长期的观察和研究。北京激光破膜RED-i

工作原理播报编辑图6 激光二极管晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。 [2]DTS激光破膜组织培养激光破膜仪可以通过鼠标或脚踏板启动激光发射。

激光的产生图1在讲激光产生机理之前，先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程，一是处于高能态的粒子自发向低能态跃迁，称之为自发辐射；二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁，称之为受激辐射；三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收。图2 激光二极管示意图自发辐射，即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子，它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同，但受激辐射就不同，当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁，发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中，发生的辐射就是受激辐射，它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统，即有受激辐射，也有受激吸收，只有受激辐射占优势，才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势，只有粒子的平衡态被打破，使高能态的粒子数大于低能态的粒子数（这样情况称为粒子数反转），才能发出激光。

DFB-LD图9 激光二极管F-P(法布里-珀罗）腔LD已成为常规产品，向高可靠低价化方向发展。DFB-LD的激射波长主要由器件内部制备的微小折射光栅周期决定，依赖沿整个有源层等间隔分布反射的皱褶波纹状结构光栅进行工作。DFB-LD两边为不同材料或不同组分的半导体晶层，一般制作在量子阱QW有源层附近的光波导区。这种波纹状结构使光波导区的折射率呈周期性分布，其作用就像一个谐振控，波长选择机构是光栅。利用QW材料尺寸效应和DFB光栅的选模作用，所激射出的光的谱线很宽，在高速率调制下可动态单纵模输出。内置调制器的DFB-LD满足光发射机小型、低功耗的要求。在试管婴儿技术中，对于一些透明带变硬或厚度异常的胚胎，通过激光破膜仪进行辅助孵化。

FG-LD图10**小蓝紫激光二极管FG-LD（光纤光栅激光二极管）利用已成熟的封装技术，将含有FG的光纤与端面镀有增透膜的F-P腔LD耦合而成可调谐外腔结构的激光器，由LD芯片、空气间隙、光纤前端的光纤部分组成，光学谐振腔在光栅和LD外端面之间。LD的内端面镀有增透膜，以减小其F-P模式，FG用来反馈选模,由于其极窄的滤波特性，LD工作波长将控制在光栅的布拉格发射峰带宽内，通过加压应变或改变温度的方法，调谐FG的布拉格波长，就可以得到波长可控制的激光输出。FG-LD制作组装相对简单，性能却可与DFB-LD相比拟，激射波长由FG的布拉格波长决定，因此可以精控，单模输出功率可达10mW以上，小于2.5kHz的线宽，较低的相对强度噪声与较宽的调谐范围（50nm），在光通信的某些领域有可能替代DFB-LD。已进行用于2.5Gb/sx64路的信号传输的实验，效果很好。脉冲可在 0.001 - 3.000ms 间进行精细调整，使操作人员能够根据不同的需求灵活设定参数，达到理想的破膜效果。广州一体整合激光破膜热效应环

有激光红外虚拟落点引导功能，可在显微镜下直接清晰观察到激光落点，无需再借助显示器，提升操作的便捷性。北京激光破膜RED-i

在移植前对胚胎的遗传病和缺陷进行筛查和诊断，将会提高植入率，降低晚期流产的风险和婴儿的健康。PGS和PGD有什么不同？PGS和PGD都是在移植前检测胚胎的健康状况，但**重要的区别是PGS是基因筛查，PGD是基因诊断。PGS是一种基因筛选测试，用于筛选胚胎的所有染色体。它可以检查染色体是否缺失，形态和结构是否正确。在受精卵形成胚胎(孵化的第3天)或囊胚(孵化的第5天)后检查PGS。染色体有问题的胚胎很难自然成熟，怀孕第五、六个月中断流产的情况并不少见。即使胚胎能够存活到自然分娩，未来出生的婴儿也很可能有健康问题。因此，对于高龄、反复流产的孕妇，PGS是一项非常有价值的技术。PGD是基因诊断的一种，主要用于检查胚胎是否携带遗传缺陷基因。精子和卵子在体外结合形成受精卵。一旦成为胚胎，在植入子宫前需要进行基因检测，这样体外受精就可以避免一些遗传疾病。目前国内胚胎植入前的基因诊断可以诊断一些单基因遗传病，如遗传性耳聋、多囊肾等。如果父母有这种单基因遗传病，可能会遗传给下一代。这项测试的执行方式与PGS相同，但实验室测试的不是染色体，而是导致疾病的特定突变。通过PGD技术，我们可以判断哪些胚胎是正常的，避**基因疾病的遗传。北京激光破膜RED-i