半導體激光器又稱激光二極管，是用半導體材料作為工作物質的激光器。半導體二極管激光器是最實用最重要的一類激光器。它體積小、壽命長，并可采用簡單的注入電流的方式來泵浦其工作電壓和電流與集成電路兼容，因而可與之單片集成。并且還可以用高達GHz的頻率直接進行電流調制以獲得高速調制的激光輸出。由于這些優(yōu)點，半導體二極管激光器在激光通信、光存儲、光陀螺、激光打印、測距以及雷達等方面以及獲得了廣泛的應用。工業(yè)激光設備上用的半導體激光器一般為1064nm、532nm、355nm，功率從幾瓦到幾千瓦不等。一般在SMT模板切割、汽車鈑金切割、激光打標機上使用的是1064nm的，532nm適用于陶瓷加工、玻璃加工等領域，355nm紫外激光適用于覆蓋膜開窗、FPC切割、硅片切割與劃線、高頻微波電路板加工等領域。軍事領域半導體激光器應用于如激光制導跟蹤、激光雷達、激光引信、光測距、激光通信電源、激光模擬武器、激光瞄準告警、激光通信和激光陀螺等。

半導體激光二極管基本結構：垂直于PN結面的一對平行平面構成法布里—珀羅諧振腔，它們可以是半導體晶體的解理面，也可以是經(jīng)過拋光的平面。其余兩側面則相對粗糙，用以消除主方向外其他方向的激光作用。激光二極管由于PN結發(fā)光位置不同，形成了兩個方向的發(fā)散角，稱之為二極管的快軸和慢軸如圖所示，平行于PN結的方向為慢軸方向，垂直于PN結的方向為快軸方向，對于發(fā)光角度來說，快軸的發(fā)散角要大于慢軸發(fā)散角，一般兩者的比值在2-3倍左右。

式中：θx和θy是快軸和慢軸的發(fā)散角，Gx和Gy是X和Y方向光束的超高斯因子，用來控制二極管光源能量的集中度。若Gx=Gy=1時則為理想高斯光束。αx或αy是光束發(fā)散角大小，用來計算激光半功率遠場發(fā)散全角度因子。通常二極管廠家會給出激光功率衰減至一半時的半寬角度即θFWHM，也稱為半功率角。對于高斯光束，光束半徑通常定義為處于峰值強度的 1/e2處對應的半徑。半功率角是由高斯光束半徑確定的半發(fā)散角的1.18倍。