應(yīng)用圖4 激光二極管隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展，多層結(jié)構(gòu)。常用的激光二極管有兩種：①PIN光電二極管。它在收到光功率產(chǎn)生光電流時(shí)，會(huì)帶來(lái)量子噪聲。②雪崩光電二極管。它能夠提供內(nèi)部放大，比PIN光電二極管的傳輸距離遠(yuǎn)，但量子噪聲更大。為了獲得良好的信噪比，光檢測(cè)器件后面須連接低噪聲預(yù)放大器和主放大器。半導(dǎo)體激光二極管的工作原理，理論上與氣體激光器相同。

激光二極管⑴波長(zhǎng)：即激光管工作波長(zhǎng)，可作光電開(kāi)關(guān)用的激光管波長(zhǎng)有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵閾值電流Ith ：即激光管開(kāi)始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對(duì)一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop ：即激光管達(dá)到額定輸出功率時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥：激光二極管的發(fā)光帶在垂直P(pán)N結(jié)方向張開(kāi)的角度，一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開(kāi)的角度，一般在6?~ 10?左右。⑹監(jiān)控電流Im ：即激光管在額定輸出功率時(shí)，在PIN管上流過(guò)的電流。 有激光紅外虛擬落點(diǎn)引導(dǎo)功能，可在顯微鏡下直接清晰觀察到激光落點(diǎn)，無(wú)需再借助顯示器，提升操作的便捷性。香港Hamilton Thorne激光破膜熱效應(yīng)環(huán)

物理結(jié)構(gòu)是在發(fā)光二極管的結(jié)間安置一層具有光活性的半導(dǎo)體，其端面經(jīng)過(guò)拋光后具有部分反射功能，因而形成一光諧振腔。在正向偏置的情況下，LED結(jié)發(fā)射出光來(lái)并與光諧振腔相互作用，從而進(jìn)一步激勵(lì)從結(jié)上發(fā)射出單波長(zhǎng)的光，這種光的物理性質(zhì)與材料有關(guān)。在VCD機(jī)中，半導(dǎo)體激光二極管是激光頭的**部件之一，它大多是由雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的鎵鋁砷(AsALGA)三元化合物構(gòu)成的，是一種近紅外半導(dǎo)體器件，波長(zhǎng)為780～820 nm，額定功率為3～5 mw。另外，還有一種可見(jiàn)光(如紅光)半導(dǎo)體激光二極管，也廣泛應(yīng)用于VCD機(jī)以及條形碼閱讀器中。激光二極管的外形及尺寸如圖11所示。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)型有三種，如圖11所示。1460 nm激光破膜RED-i激光破膜儀采用1480nm 的紅外線(xiàn)固態(tài)激光二極管 ，屬于 Class 1 級(jí)激光，確保了使用過(guò)程中的安全性。

發(fā)展上世紀(jì)60年代發(fā)明的一種光源，命名為激光，LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母縮寫(xiě)。1962年秋***研制出 77K下脈沖受激發(fā)射的同質(zhì)結(jié)GaAs 激光二極管。1964 年將其工作溫度提高到室溫。1969年制造出室溫下脈沖工作的單異質(zhì)結(jié)激光二極管，1970年制成室溫下連續(xù)工作的 Ga1-xAlxAs/GaAs雙異質(zhì)結(jié)(DH)激光二極管。此后，激光二極管迅速發(fā)展。1975年 Ga1-xAlxAs/GaAsDH 激光二極管的壽命提高到105小時(shí)以上。In1-xGaxAs1-yPy/InP 長(zhǎng)波長(zhǎng)DH激光二極管也取得重大進(jìn)展，因而推動(dòng)了光纖通信和其他應(yīng)用的發(fā)展。此外還出現(xiàn)了由Pb1-xSnxTe等 Ⅳ-Ⅵ族材料制成的遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)激光二極管。

DFB-LD多采用Ⅲ和Ⅴ族元素組成的三元化合物、四元化合物，在1550nm波段內(nèi)，**成熟的材料是InGaAsP/InP。新型AIGaInAs/InP材料的研發(fā)日趨成熟，國(guó)際上*少數(shù)幾家廠商可提供商用產(chǎn)品。優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)，有源區(qū)為應(yīng)變超晶格QW。有源區(qū)周邊一般為雙溝掩埋或脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。有源區(qū)附近的光波導(dǎo)區(qū)為DFB光柵，采用一些特殊的設(shè)計(jì)，如：波紋坡度可調(diào)分布耦合、復(fù)耦合、吸收耦合、增益耦合、復(fù)合非連續(xù)相移等結(jié)構(gòu)，提高器件性能。生產(chǎn)技術(shù)中，金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積MOCVD和光柵的刻蝕是其關(guān)鍵工藝。MOCVD可精確控制外延生長(zhǎng)層的組分、摻雜濃度、薄到幾個(gè)原子層的厚度，生長(zhǎng)效率高，適合大批量制作，反應(yīng)離子束刻蝕能保證光柵幾何圖形的均勻性，電子束產(chǎn)生相位掩膜刻蝕可一步完成陣列光柵的制作。1550nmDFB-LD開(kāi)始大量用于622Mb/s、2.5Gb/s光傳輸系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)波長(zhǎng)的選擇使DFB-LD在大容量、長(zhǎng)距離光纖通信中成為主要光源。同一芯片上集成多波長(zhǎng)DFB-LD與外腔電吸收調(diào)制器的單芯片光源也在發(fā)展中。研制成功的電吸收調(diào)制器集成光源，采用有源層與調(diào)制器吸收層共用多QW結(jié)構(gòu)。調(diào)制器的作用如同一個(gè)高速開(kāi)關(guān)，把LD輸出變換成二進(jìn)制的0和1。激光破膜儀在透明帶打孔后，使用顯微操作針吸取或者擠壓胚胎均可以方便出去卵裂球。

激光二極管的發(fā)光原理：激光二極管中的P-N結(jié)由兩個(gè)摻雜的砷化鎵層形成。它有兩個(gè)平端結(jié)構(gòu)，平行于一端鏡像（高度反射面）和一個(gè)部分反射。要發(fā)射的光的波長(zhǎng)與連接處的長(zhǎng)度正好相關(guān)。當(dāng)P-N結(jié)由外部電壓源正向偏置時(shí)，電子通過(guò)結(jié)而移動(dòng)，并像普通二極管那樣重新組合。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)，光子被釋放。這些光子撞擊原子，導(dǎo)致更多的光子被釋放。隨著正向偏置電流的增加，更多的電子進(jìn)入耗盡區(qū)并導(dǎo)致更多的光子被發(fā)射。**終，在耗盡區(qū)內(nèi)隨機(jī)漂移的一些光子垂直照射反射表面，從而沿著它們的原始路徑反射回去。反射的光子再次從結(jié)的另一端反射回來(lái)。光子從一端到另一端的這種運(yùn)動(dòng)連續(xù)多次。在光子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于雪崩效應(yīng)，更多的原子會(huì)釋放更多的光子。這種反射和產(chǎn)生越來(lái)越多的光子的過(guò)程產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的激光束。在上面解釋的發(fā)射過(guò)程中產(chǎn)生的每個(gè)光子與在能級(jí)，相位關(guān)系和頻率上的其他光子相同。因此，發(fā)射過(guò)程給出單一波長(zhǎng)的激光束。為了產(chǎn)生一束激光，必須使激光二極管的電流超過(guò)一定的閾值電平。低于閾值水平的電流迫使二極管表現(xiàn)為L(zhǎng)ED，發(fā)出非相干光。激光打孔時(shí)可以自動(dòng)保存圖像。廣州連續(xù)多脈沖激光破膜組織培養(yǎng)

通常集顯微觀察、激光切割、高精掃描于一體，通過(guò)顯微成像系統(tǒng)，操作人員能清晰觀察到細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)。香港Hamilton Thorne激光破膜熱效應(yīng)環(huán)

在移植前對(duì)胚胎的遺傳病和缺陷進(jìn)行篩查和診斷，將會(huì)提高植入率，降低晚期流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)和嬰兒的健康。PGS和PGD有什么不同？PGS和PGD都是在移植前檢測(cè)胚胎的健康狀況，但**重要的區(qū)別是PGS是基因篩查，PGD是基因診斷。PGS是一種基因篩選測(cè)試，用于篩選胚胎的所有染色體。它可以檢查染色體是否缺失，形態(tài)和結(jié)構(gòu)是否正確。在受精卵形成胚胎(孵化的第3天)或囊胚(孵化的第5天)后檢查PGS。染色體有問(wèn)題的胚胎很難自然成熟，懷孕第五、六個(gè)月中斷流產(chǎn)的情況并不少見(jiàn)。即使胚胎能夠存活到自然分娩，未來(lái)出生的嬰兒也很可能有健康問(wèn)題。因此，對(duì)于高齡、反復(fù)流產(chǎn)的孕婦，PGS是一項(xiàng)非常有價(jià)值的技術(shù)。PGD是基因診斷的一種，主要用于檢查胚胎是否攜帶遺傳缺陷基因。精子和卵子在體外結(jié)合形成受精卵。一旦成為胚胎，在植入子宮前需要進(jìn)行基因檢測(cè)，這樣體外受精就可以避免一些遺傳疾病。目前國(guó)內(nèi)胚胎植入前的基因診斷可以診斷一些單基因遺傳病，如遺傳性耳聾、多囊腎等。如果父母有這種單基因遺傳病，可能會(huì)遺傳給下一代。這項(xiàng)測(cè)試的執(zhí)行方式與PGS相同，但實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的不是染色體，而是導(dǎo)致疾病的特定突變。通過(guò)PGD技術(shù)，我們可以判斷哪些胚胎是正常的，避**基因疾病的遺傳。香港Hamilton Thorne激光破膜熱效應(yīng)環(huán)