半導體激光二極管的基本結構：垂直于PN結面的一對平行平面構成法布里一一珀羅諧振腔，它們可以是半導體晶體的解理面，也可以是經過拋光的平面。其余兩側面則相對粗糙，用以消除主方向外其它方向的激光作用。半導體中的光發射通常起因于載流子的復合。當半導體的PN結加有正向電壓時，會削弱PN結勢壘，迫使電子從N區經PN結注入P區，空穴從P區經過PN結注入N區，這些注入PN結附近的非平衡電子和空穴將會發生復合，從而發射出波長為λ的光子，其公式如下：λ = hc/Eg ⑴式中：h一普朗克常數； c一光速； Eg一半導體的禁帶寬度。上述由于電子與空穴的自發復合而發光的現象稱為自發輻射。當自發輻射所產生的光子通過半導體時，一旦經過已發射的電子一空穴對附近，就能激勵二者復合，產生新光子，這種光子誘使已激發的載流子復合而發出新光子現象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態相反的載流子分布，即粒子數反轉。當有源層內的載流子在大量反轉情況下，少量自發輻射產生的光子由于諧振腔兩端面往復反射而產生感應輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當增益大于吸收損耗時，就可從PN結發出具有良好譜線的相干光一一激光，這就是激光二極管的原理。激光束鎖定穩定性高，出廠前便已完成校正鎖模，出廠后無需再次校正，避免了因激光束偏離而導致的操作誤差。北京1460 nm激光破膜IVF激光輔助

DBR-LDDBR-LD（分布布拉格反射器激光二極管）相當有代表性的是超結構光柵SSG結構。器件**是有源層，兩邊是折射光柵形成的SSG區，受周期性間隔調制，其反射光譜變成梳狀峰，梳狀光譜重合的波長以大的不連續變化，可實現寬范圍的波長調諧。采用DBR-LD構成波長轉換器，與調制器單片集成，其芯片左側為雙穩態激光器部分，有兩個***區和一個用作飽和吸收的隔離區；右側是波長控制區，由移相區和DBR構成。1550nm多冗余功能可調諧DBR-LD可獲得16個頻率間隔為100GHz或32頻率間隔為50GHz的波長，隨著大約以10nm間隔跳模，可獲得約100nm的波長調諧。除保留已有的處理和封裝工藝外，還增加了納秒級的波長開關，擴大調諧范圍。上海二極管激光激光破膜LYKOS胚胎活組織檢查時，可利用激光精確獲取胚胎部分組織用于遺傳學分析，且不影響胚胎后續發育。

基因檢測減少流產和胚胎發育異常風險染色體異常是導致流產和胚胎發育不良的主要原因之一。通過基因檢測，醫生可以篩查出攜帶染色體異常的受精卵，并選擇正常的受精卵進行移植，減少流產和胚胎發育異常的風險。在試管胚胎移植前進行染色體篩查可以有效預防常見染色體異常疾病，如唐氏綜合征、愛德華氏綜合征等。這些篩查項目可以通過羊水穿刺、臍血抽取等方式進行。如果提前發現胚胎攜帶染色體異常，可以選擇性終止妊娠或者采取其他措施。基因檢測提高移植成功率在進行試管嬰兒移植前，醫生通常會選擇比較好質的受精卵進行移植。通過基因檢測，醫生可以了解受精卵的遺傳信息、染色體情況等，并根據這些信息選擇**適合移植的受精卵，提高著床率和妊娠成功率。基因檢測還可以幫助醫生預測胚胎的著床能力。通過分析受精卵的基因表達譜，可以判斷其在子宮內壁中的著床能力。這種技術被稱為PGS（PreimplantationGeneticScreening），可以有效篩選出具有較高著床能力的胚胎。

DFB-LD圖9 激光二極管F-P(法布里-珀羅）腔LD已成為常規產品，向高可靠低價化方向發展。DFB-LD的激射波長主要由器件內部制備的微小折射光柵周期決定，依賴沿整個有源層等間隔分布反射的皺褶波紋狀結構光柵進行工作。DFB-LD兩邊為不同材料或不同組分的半導體晶層，一般制作在量子阱QW有源層附近的光波導區。這種波紋狀結構使光波導區的折射率呈周期性分布，其作用就像一個諧振控，波長選擇機構是光柵。利用QW材料尺寸效應和DFB光柵的選模作用，所激射出的光的譜線很寬，在高速率調制下可動態單縱模輸出。內置調制器的DFB-LD滿足光發射機小型、低功耗的要求。有激光紅外虛擬落點引導功能，可在顯微鏡下直接清晰觀察到激光落點，無需再借助顯示器，提升操作的便捷性。

激光的產生圖1在講激光產生機理之前，先講一下受激輻射。在光輻射中存在三種輻射過程，一是處于高能態的粒子自發向低能態躍遷，稱之為自發輻射；二是處于高能態的粒子在外來光的激發下向低能態躍遷，稱之為受激輻射；三是處于低能態的粒子吸收外來光的能量向高能態躍遷稱之為受激吸收。圖2 激光二極管示意圖自發輻射，即使是兩個同時從某一高能態向低能態躍遷的粒子，它們發出光的相位、偏振狀態、發射方向也可能不同，但受激輻射就不同，當位于高能態的粒子在外來光子的激發下向低能態躍遷，發出在頻率、相位、偏振狀態等方面與外來光子完全相同的光。在激光器中，發生的輻射就是受激輻射，它發出的激光在頻率、相位、偏振狀態等方面完全一樣。任何的受激發光系統，即有受激輻射，也有受激吸收，只有受激輻射占優勢，才能把外來光放大而發出激光。而一般光源中都是受激吸收占優勢，只有粒子的平衡態被打破，使高能態的粒子數大于低能態的粒子數（這樣情況稱為粒子數反轉），才能發出激光。利用激光破膜儀對早期胚胎進行精細操作，有助于深入研究胚胎發育過程中的細胞命運決定等機制。北京Hamilton Thorne激光破膜IVF激光輔助

激光打孔時可以自動保存圖像。北京1460 nm激光破膜IVF激光輔助

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，**成熟的材料是InGaAsP/InP。新型AIGaInAs/InP材料的研發日趨成熟，國際上*少數幾家廠商可提供商用產品。優化器件結構，有源區為應變超晶格QW。有源區周邊一般為雙溝掩埋或脊型波導結構。有源區附近的光波導區為DFB光柵，采用一些特殊的設計，如：波紋坡度可調分布耦合、復耦合、吸收耦合、增益耦合、復合非連續相移等結構，提高器件性能。生產技術中，金屬有機化學汽相淀積MOCVD和光柵的刻蝕是其關鍵工藝。MOCVD可精確控制外延生長層的組分、摻雜濃度、薄到幾個原子層的厚度，生長效率高，適合大批量制作，反應離子束刻蝕能保證光柵幾何圖形的均勻性，電子束產生相位掩膜刻蝕可一步完成陣列光柵的制作。1550nmDFB-LD開始大量用于622Mb/s、2.5Gb/s光傳輸系統設備，對波長的選擇使DFB-LD在大容量、長距離光纖通信中成為主要光源。同一芯片上集成多波長DFB-LD與外腔電吸收調制器的單芯片光源也在發展中。研制成功的電吸收調制器集成光源，采用有源層與調制器吸收層共用多QW結構。調制器的作用如同一個高速開關，把LD輸出變換成二進制的0和1。北京1460 nm激光破膜IVF激光輔助