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驶仪操纵导弹相应的机构,使其沿着波束中心飞行,直至摧毁目标为止。半导体激光引信是一种光学引信,属主动式近炸引信的技术范畴。激光引信通过激光对目标进行探测,对激光回波信息进行处理和计算,判断出目标,计算出炸点,在最佳位置适时引爆。炸弹一旦未捕获或丢失目标以及引信失灵后,自炸机构可以引爆弹丸自毁。半导体激光引信是激光探测技术在武器系统中最成功的应用。测距仪采用半导体激光器作光源具有隐蔽性,略加改进,还可测量车辆之间的距离并进行数字显示,在低于所需安全系数时发出警报。激光模拟主要是以半导体激光为基础发展起来的新型军训和演习技术。通过调节激光射束、周期和范围以达到模拟任何武器特征的目的。武器模拟主要使用904nm半导体激光器,用对眼睛安全的激光器作为战术训练系统的基础,最初称为激光交战统(LES)。目前,全世界有美、英、瑞(典)三国出售MILESII/SAWE系统;北约国家、以色列、阿根廷、俄罗斯、中国都在开发这种系统。另外军用光纤陀螺是军用光纤领域中用途最广,是目标监测和测量方面不可缺少的技术手段。由光纤绕成环形光路,采用Sagnac干涉原理,检测出随转动产生的两路激光束的相位差,由此得出转动的角速度。其主要优点是:无运动部件,仪器牢固,耐冲击,抗加速运动;机构简单,价格低廉;启动时间极短(原理上可瞬时启动);灵敏度高可达10-7rad/s;动态范围极宽(约为2000度/秒);寿命长等。在军用民用光纤通信、光纤制导导弹、制导鱼类等方面广泛应用。 3.4半导体激光器在医疗上的应用
半导体激光器具有体积小、重量轻、成本低、寿命长、波长可选择、输出功率稳定、电源驱动系统简单等优点,特别适用于医疗设备的制造,其临床应用几乎覆盖了所有其他类型激光的应用范围。其大体状况如表所示：
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低功率810nm近红外半导体激光器,由于该波长的激光穿透力强,屈光间质对其吸收最少,而且光斑直径可调节的范围较大,是眼科中最常用的热源,可用于治疗各种难治性青光眼、硅油注入术后难治性高眼压,以及视网膜的光凝和固定等。研究发现,微脉冲半导体激光应用于眼底治疗相对不损伤视网膜感觉层,从而降低旁中心暗点的发生,且对混浊的屈光间质有更好的穿透性。。近年来,带光纤耦合输出的半导体激光手术刀已逐步进入市场,半导体激光对组织照射穿透较深,比较适于组织切割。并且高功率半导体激光器与功能相同的CO2及YAG激光器相比,具有体积小、重量轻、价格低廉、无需水冷及可在门诊使用等优点,使其成为目前最新一代的医用激光手术刀,具有非常好的发展前景。另外半导体激光照射具有明显的活血化瘀、疏通经络、消肿止痛等功效,波长为800～900nm的半导体激光已广泛用于理疗,由于其波长较长,所以能较深地穿透人体组织,对深部组织的作用会超过He2Ne激光。图为相同功率条件下,632nm和830nm两种波长的激光治疗深度的比较。国内多采用波长为810nm或者830nm的半导体激光器进行穴位照射,并结合传统医学方法治疗各种病痛,如半导体激光穴位照射治疗高脂血症,结合传统针灸治疗神经衰弱、面神经麻痹、周围性面神经炎,配合三维牵引治疗腰椎间盘突出症,配合药物治疗脊髓性颈椎病,配合超短波照射治疗软组织损伤等。半导体激光照射的有效功率易受个体差异、肤色深浅、皮肤厚薄等因素的影响,在操作中应随时调整功率及作用时间,以不灼伤皮肤为准。
3.4.1半导体激光器在美容中的应用
作为医学中的外延医学美容。在半导体激光器的普及应用下已经变得越来越
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被人们所青睐。例如国外已经比较成熟的激光脱毛技术利用特定的波长、脉宽、光斑大小及曝光强度,使其产生的热效应能够恰好毁灭全部毛囊，同时还要保护表皮减少疤痕或色素沉着现象的产生。对于棕色或黑色毛发,其目标载色体为真黑素,采用长脉冲半导体激光器可提高效率且能降低副作用。在除皱嫩肤面,CO2或Er∶YAG激光虽然效果很好,但其作用于表皮治疗时会对皮肤造成损伤,产生红斑、浮肿、色素沉着或伤口愈合缓慢等副作用。而采用半导体激光除皱,激光能渗透到表皮下约4mm的皮肤真皮层骨胶原细胞处,将真皮胶原组织取代表皮结构成为激光照射的靶组织,有效改善骨胶原组织,使其有序排列、再生、增殖、增厚,从而消除皱纹,使皮肤变得光滑细嫩,恢复弹性,并可减少并发症的产生。
粉刺、痤疮及痤疮疤痕是青少年经常遇到的情况,若治疗不当,会给青少年造成生理和心理上的伤害,一种波长为1450nm的半导体激光治疗仪对减少脸、背部粉刺以及痤疮初起或愈后疤痕十分有效,激光能量密度为11～14J/cm2,脉宽250ms,动力冷却时间为40ms,]利用半导体激光的选择性光热作用,改变皮肤表面下的皮脂腺结构,它发出的光波长可以被皮肤里的水强吸收,当激光照射到皮肤上时,热量就会在皮肤表层皮脂腺上及其周围高度集中,动力冷却装置同时发射出冷却喷雾来保护皮肤,减少治疗时容易产生的并发症。 3.5半导体激光器在数字通信中的应用
我们称现代社会为信息社会，半导体激光器在信息的获取，传输，存储和处理以及显示中已得到广泛应用。在数字通信市场,波长为950一1550nm的半导体激光器应用广阔。由于受发达国家的音频和数字通信发展以及东南亚、拉丁美洲等发展中国家新兴工业区加速发展通信基础设施的影响,光纤通信获得了发展。该领域应用的半导体激光器销售额一直高居首位。生产厂家几乎集中于日本、北美,在欧洲也有生产。在今后几年中,日本、北美和德国等将发展直接至用户的光纤网络,这会使半导体激光器的需求量更大,对此类激光器要求价格十分低廉、传输速率中等、可在-40一+80℃环境中工作。鉴于通信事业发展方兴未艾,这类应用的激光器市场将继续有较大的增长。由于光纤通信具有损耗低、容量大、速率高、抗干扰、保密性强、重量轻、体积小等优点,加之信息爆炸、多媒体通信及全球网络的发展,光纤迅速成为信息社会的宠儿。光半导体激光器作为光纤通信系统中的光源是关键元件,是整个系统的核心部分,短距离的光纤通信用单模光纤和
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130一150nm波长的半导体激光器,空间通信用列阵半导体激光器。所以,全球光纤通信市场前景广阔,多信道密集波分复用技术（DWDM）对经济地扩展网络容量有无可取代的作用,DWDM可使同样系统的容量增加几十倍以至几百倍。因此,DWDM的市场前景是非常好的。据悉,1996年全球网络扩展元器件中的DWDM链路元器件的销售额为9亿美元,2001年将增加到37.16亿美元,平均年增长率为32.8%。全球网络扩展设备中的DWDM链路系统的销售额将从1996年的6.26亿美元增加到2001年的46.41亿美元,平均年增长率高达49.3%。 3．6半导体激光器在激光打印及印刷市场中的应用
在激光打印及印刷市场,半导体激光器需求量处于急剧上升发展阶段。自从1973年首台激光打印机问世以来,其技术渐趋成熟。激光打印机是集机械、电子、光学、化学等边缘性学科的综合技术,其中OPC感光鼓是激光打印机的核心部件,既可用于激光印字机、又能用于复印机、普通传真,其前途可想而知。10-100mW的高功率半导体激光器件主要用于记录和高速激光打印机。这种打印机一般为网络化办公打印机,包括新出现的彩色激光打印机(打印速度为12-35p/min)。此种应用预计会稳定增长,即使较低速台式打印机的市场受到喷墨打印机的价格、性能特性不断改进的影响。用激光把资料直接写在印刷板上正成为印刷技术工业的一种发展趋势,不仅节省很多中间环节、降低成本,而且加快了速度。如采用1W二极管激光器64元阵列、用光纤藕合配以透镜系统,这种方法已能供应500-20000张。目前多数激光、计算机、印刷系统采用卤素银或光敏有机物的光敏材料。柯达公司、杜邦公司等均在致力于开发此类热敏材料,因此这方面采用半导体激光器日益增多,此项应用市场也呈蓬勃发展。
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4半导体激光器的发展趋势
4.1半导体激光器的前沿—微碟激光器
半导体微腔激光器是20世纪90年代初期出现的一种新型结构的半导体激光器，是目前国内外半导体激光器研究领域的前沿课题微碟激光器是状如碟型的微腔激光器。所谓微腔，是指半导体激光器的谐振腔尺寸小到光在半导体介质中的波长量级。在这么小的空间中，光场已出现量子效应，不能用麦克斯韦的经典理论来处理，而必须用量子电动力学的方法去处理，这就是所谓微腔效应。微腔激光器运用现代超精细加工技术和超薄材料加工而成，具有高集成度、低阈值、低功耗、低噪声、极高的响应、可动态模工作等优点，其功耗低的特点尤为显著，100万个激光器同时工作，功耗只有5W，在光通信、光互连、光信息处理等方面有广阔的应用前景，可用于大规模光子器件集成电路，并可以和光纤通信网络和大规模、超大规模集成电路匹配组成光电子信息集成网络，是当代信息高速公路技术中最理想的光源，也可以和其他的光电子元件实现单元集成，用于逻辑运算、光网络中的光互连等，因此微碟激光器的研制成功，对推进光电信息技术的发展具有重要意义，是半导体激光器的一次变革。世界各发达国家如美国、日本、英国、俄国等都争先开展这方面的研究工作，并取得了一定的成果。
我国在这方面的研究工作则刚刚起步。在国内，长春光学精密机械学院高功率半导体激光国家重点实验室和中国科学院北京半导体研究所从经典量子电动力学观点出发，研究了微碟激光器的设计原理，采用光刻、反应离子刻蚀和选择性化学腐蚀等现代微细加工技术，制备出直径为9.5um:低温光抽InGaAs/InGaAsP多量子阱碟状微腔激光器。在微腔激光和光子集成新一代信息处理技术中具有广泛的应用前景的新型微碟激光器，已由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制成功。
随着现代超薄材料生长和各种超精细加工技术的进一步发展，半导体激光器不断推陈出新，例如微型激光器（量子阱激光器、量子线激光器和量子点激光器）、微腔激光器（微碟激光器、微环激光器、微桥激光器和微条激光器等），特别是光子晶体材料的问世，为研制新型微腔激光器创造了有利的条件。如果说传统微腔激光器推动了光电子技术领域中信息高速公路的发展，那么下一代的光子晶体微腔激光器将成为光子技术领域的核心，为下一代的光子信息处理技术带来一场
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