半导体复合发光达到受激发射(即产生激光)的必要条件是:①粒子数反转分布分别从P型侧和n型侧注入到有源区的载流子密度十分高时,占据导带电子态的电子数超过占据价带电子态的电子数,就形成了粒子数反转分布。②光的谐振腔在半导体激光器中,谐振腔由其两端的镜面组成,称为法布里一珀罗腔。③高增益用以补偿光损耗。谐振腔的光损耗主要是从反射面向外发射的损耗和介质的光吸收。
半导体激光器的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新,红、橙半导体激光器光效已达到100Im/W,绿半导体激光器为50lm/W,单只半导体激光器的光通量也达到数十Im。半导体激光器芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式,在增加芯片的光输出方面,研发不仅仅限于改变材料内杂质数量,晶格缺陷和位错来提高内部效率,同时,如何改善管芯及封装内部结构,增强半导体激光器内部产生光子出射的几率,提高光效,解决散热,取光和热沉优化设计,改进光学性能,加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。
半导体激光器体积非常小,最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料,一般为0.6~1.55微米,由于多种应用的需要,更短波长的器件在发展中。据报导,以Ⅱ~Ⅳ价元素的化合物,如ZnSe为工作物质的激光器,低温下已得到0.46微米的输出,而波长0.50~0.51微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。