分布反饋式半導(dǎo)體激光器

戲卻烤也工才冬哮晚ChengduUnIversityofInformationTechnology課程題目分布反饋式半導(dǎo)體激光器在實際工程系統(tǒng)中的應(yīng)用學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院班級電科一班姓名李俊鋒學(xué)號任課教師張翔2013年5月15戲卻烤也工才冬哮晚分布反饋式半導(dǎo)體激光器在實際工程系統(tǒng)中的應(yīng)用李俊鋒2010031029李俊鋒2010031029摘要：DFB（DistributedFeedBack）DFB型光發(fā)射機，分布反饋（激光器）半導(dǎo)體激光器因其波長的擴展、高功率激光陣列的出現(xiàn)以及可兼容的激光導(dǎo)光和激光能量參數(shù)微機控制的出現(xiàn)而迅速發(fā)展、半導(dǎo)體激光器體積小、重量輕、成本低、波長可選擇，其應(yīng)用范圍遍及的領(lǐng)域越來越寬廣，其的出現(xiàn)帶來了巨大的變化，使科技更發(fā)達，人們生活更加豐富多彩，應(yīng)用范圍遍及醫(yī)學(xué)、科技、航天交通，通信等各個領(lǐng)域。自從1962年世界上第一臺半導(dǎo)體激光器（DiodeLaser）發(fā)明問世以來，由于其體積小、重量輕、易于調(diào)制、效率高以及價格低廉等優(yōu)點，被認(rèn)為是二十世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一.四十幾年來半導(dǎo)體激光器逐步應(yīng)用在激光唱機、光存儲器、激光打印機、條形碼解讀器、光纖電信以及激光光譜學(xué)中，不斷擴大應(yīng)用范圍，進入了一些其它類型激光器難以進入的新的應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)鍵字：DFB、工作波長、邊模抑制比、閾值電流、輸出光功率一、分布反饋式半導(dǎo)體激光器簡介1、分布反饋式半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用的器件.其工作原理是，通過一定的激勵方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)能級之間，實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用.半導(dǎo)體激光器的激勵方式主要有三種，即電注入式，光泵式和高能電子束激勵式.電注入式半導(dǎo)體激光器，一般是由GaAS,InAS,Insb等材料制成的半導(dǎo)體面結(jié)型二極管，沿正向偏壓注入電流進行激勵，在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射.光泵式半導(dǎo)體激光器，一般用N型或P型半導(dǎo)體單晶（如GaAS,InAs,InSb等）做工作物質(zhì)，以其他激光器發(fā)出的激光作光泵激勵.高能電子束激勵式半導(dǎo)體激光器，一般也是用N型或者P型半導(dǎo)體單晶（如PbS,CdS,ZhO等）做工作物質(zhì)，通過由外部注入高能電子束進行激勵.在半導(dǎo)體激光器件中，目前性能較好，應(yīng)用較廣的是具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電注入式GaAs二極管激光器。DFB（DistributedFeedbackLaser），即分布式反饋激光器，其不同之處是內(nèi)置了布拉格光柵（BraggGrating），屬于側(cè)面發(fā)射的半導(dǎo)體激光器。目前，DFB激光器主要以半導(dǎo)體材料為介質(zhì)，包括銻化鎵、砷化鎵、磷化銦、硫化鋅等。DFB激光器最大特點是具有非常好的單色性（即光譜純度），它的線寬普遍可以做到1MHz以內(nèi)，以及具有非常高的邊摸抑制比（SMSR），目前可高達40-50dB以上。2、分布反饋式半導(dǎo)體激光器的主要參數(shù)：a.工作波長：激光器發(fā)出光譜的中心波長。b.邊模抑制比：激光器工作主模與最大邊模的功率比。-20dB光譜寬度：由激光器輸出光譜的最高點降低20dB處光譜寬度。閾值電流：當(dāng)器件工作電流超過閾值電流時激光器發(fā)出相干性很好的激光。e.輸出光功率：激光器輸出端口發(fā)出的光功率。參數(shù)單位IM試條件最小典型工制長也nmIW=Ith+20n^1310光譜帶寬nm0.3Q.55|閥值電流IthnA20尾纖輸出Pd-醐0.32.S現(xiàn)IS&Qnm0.32正E電壓VfVIW=Ith+20fDA二、分布反饋式半導(dǎo)體激光器原理分布反饋式半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體材料多是晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)大量原子規(guī)則而緊密地結(jié)合成晶體時，晶體中那些價電子都處在晶體能帶上。價電子所處的能帶稱價帶（對應(yīng)較低能量）。與價帶最近的高能帶稱導(dǎo)帶，能帶之間的空域稱為禁帶。當(dāng)加外電場時，價帶中電子躍遷到導(dǎo)帶中去，在導(dǎo)帶中可以自由運動而起導(dǎo)電作用。同時，價帶中失掉一個電子，則相當(dāng)于出現(xiàn)一個帶正電的空穴，這種空穴在外電場的作用下，也能起導(dǎo)電作用。因此，價帶中空穴和導(dǎo)帶中的電子都有導(dǎo)電作用，統(tǒng)稱為載流子。摻雜半導(dǎo)體與p-n結(jié)。沒有雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。如果在本征半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)原子，則在導(dǎo)帶之下和價帶之上形成了雜質(zhì)能級，分別稱為施主能級和受主能級。有施主能級的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體；有受主能級的半導(dǎo)體稱這p型半導(dǎo)體。在常溫下，熱能使n型半導(dǎo)體的大部分施主原子被離化，其中電子被激發(fā)到導(dǎo)帶上，成為自由電子。而p型半導(dǎo)體的大部分受主原子則俘獲了價帶中的電子，在價帶中形成空穴。因此，n型半導(dǎo)體主要由導(dǎo)帶中的電子導(dǎo)電；p型半導(dǎo)體主要由價帶中的空穴導(dǎo)電。半導(dǎo)體激光器中所用半導(dǎo)體材料，摻雜濃度較大，n型雜質(zhì)原子數(shù)一般為（2—5）X1018cmT；p型為（1—3）X1019cm-1。在一塊半導(dǎo)體材料中，從p型區(qū)到n型區(qū)突然變化的區(qū)域稱為p-n結(jié)。其交界面處將形成一空間電荷區(qū)。n型半導(dǎo)體帶中電子要向p區(qū)擴散，而p型半導(dǎo)體價帶中的空穴要向n區(qū)擴散。這樣一來，結(jié)構(gòu)附近的n型區(qū)由于是施主而帶正電，結(jié)區(qū)附近的p型區(qū)由于是受主而帶負(fù)電。在交界面處形成一個由n區(qū)指向p區(qū)的電場，稱為自建電場。此電場會阻止電子和空穴的繼續(xù)擴散。p-n結(jié)電注入激發(fā)機理。若在形成了p-n結(jié)的半導(dǎo)體材料上加上正向偏壓，p區(qū)接正極，n區(qū)接負(fù)極。顯然，正向電壓的電場與p-n結(jié)的自建電場方向相反，它削弱了自建電場對晶體中電子擴散運動的阻礙作用，使n區(qū)中的自由電子在正向電壓的作用下，又源源不斷地通過p-n結(jié)向p區(qū)擴散，在結(jié)區(qū)內(nèi)同時存在著大量導(dǎo)帶中的電子和價帶中的空穴時，它們將在注入?yún)^(qū)產(chǎn)生復(fù)合，當(dāng)導(dǎo)帶中的電子躍遷到價帶時，多余的能量就以光的形式發(fā)射出來。這就是半導(dǎo)體場致發(fā)光的機理，這種自發(fā)復(fù)合的發(fā)光稱為自發(fā)輻射。圖中光柵的周期為A,稱為柵距。當(dāng)電流注入激光器后，有源區(qū)內(nèi)電子一空穴復(fù)合，輻射出能量相應(yīng)的光子，這些光子將受到有源層表面每一條光柵的反射。在DFB激光器的分布反饋中，此時的反射是布拉格發(fā)射，光柵的柵條間入射光和反射光的方向恰好相反。招=籍滿足上式的那些特定波長的光才會受到強烈反射，從而實現(xiàn)動態(tài)單縱模工作。式也稱為分布反饋條件(一般m取1)。三、分布反饋半導(dǎo)體激光器反饋方式普通結(jié)構(gòu)的分布反饋半導(dǎo)體激光器(DFB-LD)，在高速調(diào)制狀態(tài)下會發(fā)生多模工作現(xiàn)象，從而限制了傳輸速率。因此，設(shè)計和制作在高速調(diào)制下仍能保持單縱模工作的激光器是十分重要的，這類激光器統(tǒng)稱為動態(tài)單模(DSM)半導(dǎo)體激光器。實現(xiàn)動態(tài)單縱模工作的最有效的方法之一，就是在半導(dǎo)體激光器內(nèi)部建立一個布拉格光柵，依靠光柵的選頻原理來實現(xiàn)縱模選擇。分布反饋半導(dǎo)體激光器的特點在于光柵分布在整個諧振腔中，光波在反饋的同時獲得增益。因為DFB-LD的諧振腔具有明顯的波長選擇性，從而決定了它們的單色性優(yōu)于一般的FP-LD。在DFB-LD中存在兩種基本的反饋方式，一種是折射率周期性變化引起的布拉格反射，即折射率耦合(Index-Coupling)，另一種為增益周期性變化引起的分布反饋，即增益耦合(Gain-Coupling)。與依靠兩個反射端面來形成諧振腔的FP-LD相比，DFB-LD可能激射的波長所對應(yīng)的諧振腔損耗是不同的，也就是說DFB-LD的諧振腔本身具有選擇模式的能力。在端面反射為零的理想情況下，理論分析指出：折射率耦合DFB-LD在與布拉格波長相對稱的位置上存在兩個諧振腔損耗相同且最低的模式，而增益耦合DFB-LD恰好在布拉格波長上存在著一個諧振腔損耗最低的模式。也就是說，折射率耦合DFB-LD原理上是雙模激射的，而增益耦合DFB-LD是單模激射的。四、分布式反饋激光器的制造技術(shù)DFB激光器的光柵結(jié)構(gòu)通常在波導(dǎo)表面掩膜，刻蝕形成。但是，在制造過程中產(chǎn)生的晶格損傷會降低量子效率，增大閾值電流。避免晶格損傷產(chǎn)生的影響：將光柵和激光器有源層分開。主要提供了三種方法。方法1：利用擴散方法1.在襯底GaAs上利用離子束刻蝕形成三階光柵2.P區(qū)摻雜Zn3.在交界面1um下產(chǎn)生p-n結(jié)Fig.15*7DiffusedjunnicmDFBlaser[10]diffusedp-Jayer方法2：利用separateconnementheterojunction結(jié)構(gòu)>1.注入的電子被p-Ga0.83Al0.17As>2限制在有源層>3.光子傳播到p-Ga0.93Al0.07As的交界面>4.有源區(qū)不受晶格損傷的影響Fig.15.8頭bStripegecnietryDFBFig.15*7DiffusedjunnicmDFBlaser[10]diffusedp-JayerFig.15.8頭bStripegecnietryDFBlaserwithsepai'ateopticalandcarrierconfinemenli[]I,12].aDevice^Lruutureibclose-upsection,ofepiJayers.Cf-AvCqfiI^ci"G口4sSub5iFQ>reAy-Ge-NiGm砒t方法3：利用水平耦合結(jié)構(gòu)Fig.15.1()siDiagram,ofalaterally-coupleddistributedfeedback(LC-DFB)ridgelaserdiode[16J?bScmtmioigelectronmicrographofthefirstordergoatm^patternoverthe2pimwidelidgedefinedinPMMAbyelectronbeamlithography[16]1.光通過橫向和水平方向消逝場的重疊部分來提供光反饋2.耦合系數(shù)k與脊的深度有關(guān)3.發(fā)射波長為9217埃，閾值電流為11mA五、分布式反饋激光器特點與一般F—P腔激光器相比，DFB激光器具有以下兩大優(yōu)點，因而在目前的光纖通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。（1）動態(tài)單縱模窄線寬輸出1、線寬窄：發(fā)射譜線寬定義為激光增益曲線和激光器的模式選擇特性的卷積，由于光柵具有很好的波長選擇特性，因此，發(fā)射譜寬較窄。2、典型的端面反射型激光器的單模線寬為1到2埃，約50GHz，而帶有光柵結(jié)構(gòu)的DFB的線寬約為50-100kHz。

3、目前商用的DFB激光器在1.55um處的線寬小于25埃。由于DFB激光器中光柵的柵距（A）很小，形成一個微型諧振腔，波長具有良好的選擇性，使主模和邊模的閾值增益相對較大，從而得到比F—P腔激光器窄很多的線寬，并能保持動態(tài)單縱模輸出。（2）波長穩(wěn)定性好1、傳統(tǒng)的端面反射激光器的發(fā)射波長很容易受到溫度的影響。2、DFB激光器波長的穩(wěn)定性較好，因為光柵能夠鎖定激光器輸出給定的波長。3、分析：（1）波長漂移：4、端面反射激光器：3.7埃/攝氏度5、DFB激光器：0.8埃/攝氏度（3）閾值電流：在m=0時，J端二JDFB1、但J1=3J0，并且在模式轉(zhuǎn)換處閾值電2、流急劇增加（由增益曲線和激光模式-4OCZ?3、在此溫度下不匹配導(dǎo)致的）itnIE.1I3--[-Hr*aM.I*i￡5Ldciurrwi-ie■J?ina.1e^-?i.niJ.1-M.aaLnm!-■hIBHfun^：V/i<3SlH|Un-cLlaLPMufejL]PL2-J由于DFB激光器內(nèi)的光柵有助于鎖定給定的波長，其溫度漂移約為-4OCZ?0.8A/°C，比F—P腔激光器要好得多。在端面激光器中，光的發(fā)射波長是由增益曲線和激光器的模式特性決定的，當(dāng)達到閾值電流時，激光器通常會激發(fā)許多縱模4、在DFB激光器中，發(fā)射波長會受到增益曲線的影響，但主要由光柵周期決定。5、當(dāng)l階模和l±1階模的間距和增益曲線的線寬相比足夠大時，只有一個模式有足夠的增益產(chǎn)生激光。盡管DFB激光器有很多優(yōu)點，但并非盡善盡美。例如，為了制作光柵，DFB激光器需要復(fù)雜的二次外延生長工藝，在制造出光柵溝槽之后由于二次外延的回熔，可能吃掉已形成的光柵，致使光柵變得殘缺不全，導(dǎo)致諧振腔內(nèi)的散射損耗增加，從而使激光器的內(nèi)量子效率降低。此外，DFB激光器的震蕩頻率偏離Bragg頻率，故其閾值增益較高。DFB激光器的發(fā)展方向是，更寬的諧調(diào)范圍和更窄的線寬，在一個DFB激光器集成兩個獨立的光柵，實現(xiàn)更寬的波長諧調(diào)范圍，比如達到100nm諧調(diào)范圍，以及更窄的光譜線寬。六、分布式反饋激光器實際工程系統(tǒng)中的應(yīng)用分布反饋式半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進展較快的一類激光器，由于它的波長范圍寬，制作簡單、成本低、易于大量生產(chǎn)，并且由于體積小、重量輕、壽命長，因此，品種發(fā)展快，應(yīng)用范圍廣，目前已超過300種，半導(dǎo)體激光器的最主要應(yīng)用領(lǐng)域是Gb局域網(wǎng)，850nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于）1Gh/。局域網(wǎng)，1300nm-1550nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于1OGb局域網(wǎng)系統(tǒng)［i1.半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個光電子學(xué)領(lǐng)域，已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核心技術(shù).半導(dǎo)體激光器在激光測距、激光雷達、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)跟蹤、引燃引爆、自動控制、檢測儀器等方面獲得了廣泛的應(yīng)用，形成了廣闊的市場。1978年，半導(dǎo)體激光器開始應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)，半導(dǎo)體激光器可以作為光纖通信的光源和指示器以及通過大規(guī)模集成電路平面工藝組成光電子系統(tǒng).由于半導(dǎo)體激光器有著超小型、高效率和高速工作的優(yōu)異特點，所以這類器件的發(fā)展，一開始就和光通信技術(shù)緊密結(jié)合在一起，它在光通信、光變換、光互連、并行光波系統(tǒng)、光信息處理和光存貯、光計算機外部設(shè)備的光禍合等方面有重要用途.半導(dǎo)體激光器的問世極大地推動了信息光電子技術(shù)的發(fā)展，到如今，它是當(dāng)前光通信領(lǐng)域中發(fā)展最快、最為重要的激光光纖通信的重要光源.半導(dǎo)體激光器再加上低損耗光纖，對光纖通信產(chǎn)生了重大影響，并加速了它的發(fā)展.因此可以說，沒有半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)，就沒有當(dāng)今的光通信.GaAs/GaAlA。雙異質(zhì)結(jié)激光器是光纖通信和大氣通信的重要光源，如今，凡是長距離、大容量的光信息傳輸系統(tǒng)無不都采用分布反饋式半導(dǎo)體激光器(DFB—LD).半導(dǎo)體激光器也廣泛地應(yīng)用于光盤技術(shù)中，光盤技術(shù)是集計算技術(shù)、激光技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)于一體的綜合性技術(shù).是大容t.高密度、快速有效和低成本的信息存儲手段，它需要半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的光束將信息寫人和讀出.下面我們具體來看看幾種常用的半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用：量子阱半導(dǎo)體大功率激光器在精密機械零件的激光加工方面有重要應(yīng)用，同時也成為固體激光器最理想的、高效率泵浦光源.由于它的高效率、高可*性和小型化的優(yōu)點，導(dǎo)致了固體激光器的不斷更新。>在印刷業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。高功率半導(dǎo)體激光器也有應(yīng)用.另外，如長波長激光器(1976年，人們用Ga[nAsP/InP實現(xiàn)了長波長激光器)用于光通信，短波長激光器用于光盤讀出.自從NaKamuxa實現(xiàn)了GaInN/GaN藍(lán)光激光器，可見光半導(dǎo)體激光器在光盤系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，如CD播放器，DVD系統(tǒng)和高密度光存儲器可見光面發(fā)射激光器在光盤、打印機、顯示器中都有著很重要的應(yīng)用，特別是紅光、綠光和藍(lán)光面發(fā)射激光器的應(yīng)用更廣泛.藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器用于水下通信、激光打印、高密度信息讀寫、深水探測及應(yīng)用于大屏幕彩色顯示和高清晰度彩色電視機中.總之，可見光半導(dǎo)體激光器在用作彩色顯示器光源、光存貯的讀出和寫人，激光打印、激光印刷、高密度光盤存儲系統(tǒng)、條碼讀出器以及固體激光器的泵浦源等方面有著廣泛的用途.量子級聯(lián)激光的新型激光器應(yīng)用于環(huán)境檢測和醫(yī)檢領(lǐng)域.另外，由于半導(dǎo)體激光器可以通過改變磁場或調(diào)節(jié)電流實現(xiàn)波長調(diào)諧，且已經(jīng)可以獲得線寬很窄的激光輸出，因此利用半導(dǎo)體激光器可以進行高分辨光譜研究.可調(diào)諧激光器是深入研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)而迅速發(fā)展的激光光譜學(xué)的重要工具大功率中紅外(3.5lm)LD在紅外對抗、紅外照明、激光雷達、大氣窗口、自由空間通信、大氣監(jiān)視和化學(xué)光譜學(xué)等方面有廣泛的應(yīng)用。>綠光到紫外光的垂直腔面發(fā)射器方面綠光到紫外光的垂直腔面發(fā)射器在光電子學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，如超高密度、光存儲.近場光學(xué)方案被認(rèn)為是實現(xiàn)高密度光存儲的重要手段.垂直腔面發(fā)射激光器還可用在全色平板顯示、大面積發(fā)射、照明、光信號、光裝飾、紫外光刻、激光加工和醫(yī)療等方面I2)、如前所述，半導(dǎo)體激光器自20世紀(jì)80年代初以來，由于取得了DFB動態(tài)單縱模激光器的研制成功和實用化，量子阱和應(yīng)變層量子阱激光器的出現(xiàn)，大功率激光器及其列陣的進展，可見光激光器的研制成功，面發(fā)射激光器的實現(xiàn)、單極性注人半導(dǎo)體激光器的研制等等一系列的重大突破，半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用越來越廣泛，半導(dǎo)體激光器已成為激光產(chǎn)業(yè)的主要組成部分，目前已成為各國發(fā)展信息、通信、家電產(chǎn)業(yè)及軍事裝備不可缺少的重要基礎(chǔ)器件。軍事方面的應(yīng)用半導(dǎo)體激光引信是一種光學(xué)引信，屬主動式近炸引信的技術(shù)范疇。激光引信通過激光對目標(biāo)進行探測，對激光回波信息進行處理和計算，判斷出目標(biāo)，計算出炸點，在最佳位置適時引爆。炸彈一旦未捕獲或丟失目標(biāo)以及引信失靈后，自炸機構(gòu)可以引爆彈丸自毀。半導(dǎo)體激光引信是激光探測技術(shù)在武器系統(tǒng)中最成功的應(yīng)用。激光制導(dǎo)：它使導(dǎo)彈在激光射束中飛行直至摧毀目標(biāo)。半導(dǎo)體激光制導(dǎo)已用于地-空導(dǎo)彈、空-空導(dǎo)彈、地-地導(dǎo)彈等。激光制導(dǎo)跟蹤在軍事上具有十分廣泛的應(yīng)用。激光制導(dǎo)的方法之一是駕束制導(dǎo)，又稱激光波束制導(dǎo)。從制導(dǎo)站的激光發(fā)射系統(tǒng)按一定規(guī)律向空間發(fā)射經(jīng)編碼調(diào)制的激光束，且光束中心線對準(zhǔn)目標(biāo)；在波束中飛行的導(dǎo)彈，當(dāng)其位置偏離波束中心時，裝在導(dǎo)彈尾部的激光接收器探測到激光信號，經(jīng)信息處理后，彈上解算裝置計算出彈體偏離中心線的大小和方向，形成控制信號；再通過自動駕駛儀操縱導(dǎo)彈相應(yīng)的機構(gòu)，使其沿著波束中心飛行，直至摧毀目標(biāo)為止。另一種激光制導(dǎo)方法是光纖制導(dǎo)。通過一根放出的光纖把傳感器的信息傳送到導(dǎo)彈控制器，觀察所顯示的圖像并通過同一光纖往回發(fā)送控制指令，以達到控制操縱導(dǎo)彈的目的。激光測距：主要用于反坦克武器以及航空、航天等領(lǐng)域。測距儀采用半導(dǎo)體激光器作光源具有隱蔽性，略加改進，還可測量車輛之間的距離并進行數(shù)字顯示，在低于所需安全系數(shù)時發(fā)出警報。半導(dǎo)體激光夜視儀和激光夜視監(jiān)測儀也得到重要應(yīng)用。利用半導(dǎo)體激光器列陣主動式夜視儀的光源具隱蔽性，列陣功率高的特點，可提高監(jiān)測距離至1km,如配上掃描和圖像顯示裝置，則可成為激光夜視監(jiān)測儀。用其對目標(biāo)進行監(jiān)測時，目標(biāo)的活動情況可適時通過光纜傳送到指揮所。選擇較長的合適波長，可成為全天候監(jiān)測儀。激光雷達：與CO2激光雷達相比半導(dǎo)體激光列陣的激光雷達體積小、結(jié)構(gòu)簡單、波長短、精度高、具有多種成像功能及實時圖像處理功能，包括各種成像的綜合、圖像跟蹤和目標(biāo)的自動識別等?？捎糜诒O(jiān)測目標(biāo)，測量大氣水氣、云層、空氣污染；還可用作飛機防撞雷達，機載切變風(fēng)探測相干光雷達，對來襲目標(biāo)精確定位以及對直升飛機和巡航導(dǎo)彈的地形跟蹤等。半導(dǎo)體激光雷達主要是波長820?850nm的LD及列陣。激光模擬：以半導(dǎo)體激光為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新型軍訓(xùn)和演習(xí)技術(shù)。通過調(diào)節(jié)激光射束、周期和范圍以達到模擬任何武器特征的目的。武器模擬主要使用904nm半導(dǎo)體激光器，用對眼睛安全的激光器作為戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的基礎(chǔ)，最初稱為激光交戰(zhàn)系統(tǒng)（LES）。該系統(tǒng)的研制始于1973年,其可行性已得到了證實。1974年引進了微處理機技術(shù)，于是LES發(fā)展成為多功能激光交戰(zhàn)系統(tǒng)（MILES）。同年，賽羅克斯電光系統(tǒng)公司接受了全套MILES工程的研制合同，向陸軍提供8萬多套裝備，用于地面作戰(zhàn)模擬。此外，該公司還研制了空對地作戰(zhàn)系統(tǒng)以及MILES空防樣機。目前，全世界有美、英、瑞（典）三國出售MILESII/SAWE系統(tǒng)；北約國家、以色列、阿根廷、俄羅斯、中國都在開發(fā)這種系統(tǒng)。深海光通信：半導(dǎo)體激光器具有抗干擾、保密性好等優(yōu)點。激光對潛通信光源藍(lán)綠光是海水的通信窗口（460?540nm）,穿透深度約300ft,潛艇可用藍(lán)綠光和衛(wèi)星或航空母艦進行通信聯(lián)絡(luò)。倍頻半導(dǎo)體高功率激光器列陣（波長在920?1080nm）就是一種這樣的光源。半導(dǎo)體激光瞄準(zhǔn)和告警瞄準(zhǔn)具有兩類：一類以發(fā)射紅外激光的GaAs激光器為基礎(chǔ)，士兵需佩戴夜視鏡才能看清目標(biāo)上的激光光斑，以解決夜間士兵的瞄準(zhǔn)射擊問題；另一類激光瞄準(zhǔn)以發(fā)射紅色激光和可見光的半導(dǎo)體激光器為基礎(chǔ)。美國激光裝置公司在20世紀(jì)80年代推出的FA-4型激光瞄準(zhǔn)具的重量僅99g,長11.4cm。為滿足不同波長激光和可調(diào)諧激光器的探測要求，激光告警的工作波段不斷得到拓展，角分辨率也不斷得到提高。半導(dǎo)體激光通信半導(dǎo)體激光器在衛(wèi)星通信技術(shù)中只需要較小的望遠(yuǎn)鏡和較低的發(fā)射功率，就能實現(xiàn)光的自由空間傳輸并獲得極高的數(shù)據(jù)率傳輸。激光通信技術(shù)可用于軌道衛(wèi)星間的相互通信及衛(wèi)星與地面站的通信。軍用光纖陀螺軍用光纖陀螺是軍用光纖領(lǐng)域中用途最廣，是目標(biāo)監(jiān)測和測量方面不可缺少的技術(shù)手段。由光纖繞成環(huán)形光路，采用Sagnac干涉原理，檢測出隨轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的兩路激光束的相位差，由此得出轉(zhuǎn)動的角速度。其主要優(yōu)點是：無運動部件，儀器牢固，耐沖擊，抗加速運動；機構(gòu)簡單，價格低廉；啟動時間極短（原理上可瞬時啟動）；靈敏度高，可達10-7rad/s;動態(tài)范圍極寬（約為2000度/秒）；壽命長等。在軍用民用光纖通信、光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈、制導(dǎo)魚雷等方面廣泛應(yīng)用。

其他方面的應(yīng)用下表是DFB一些主要波長在激光氣體分析、原子鐘應(yīng)用、Nd：YAG激光器種子源等領(lǐng)域上的應(yīng)用：□FB中心波長主要應(yīng)用□FB中心波長主要應(yīng)用760/761/763nm氧氣(02)分析1590nm硫化氫(H2S)氣體分析852nmCsD2^原子鐘1580/2330nm—氧化碳(CO)氣體分析894nmCsD1飽原子神1579nm一碳二碳(CO/CO2)同時分析1392^1377/2740nm水分子(H2O)分析1654nm甲烷(CH4)氣體分析1064nmN4TAG激光器種子源1742nm氧化氫(HCI)氣體分析1178nm大功率光纖澈光器種子源1800nm/2650nm—氧化氮(NO)氣體分析1273nm氟化氫(HF)氣體分析2004nrTV26B0nm二氧化碳(CO2)氣體分析1341nm漠化氫(HBD氣體分析2257nm氧化二氮(N2O)氣體分析1512nm氨氣(NH3)氣體分析3370nm丙烷(C3H8)氣體分析1540nm氤化氫(HCN)氣體分析下圖是Harvard所研究的Hitran數(shù)據(jù)庫在750-3500nm之間的光譜吸收圖，可以作為大部分氣體分析的數(shù)據(jù)參考：比0hEHj00SO?HO