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18.激光器仿真与设计

18.1激光器的基本原理

激光器（Laser）是一种能够产生高度单色、相干和方向性强的光束的装置。其基本原理是通过受激发射过程实现的。受激发射是指在某些特定条件下，一个处于激发态的原子或分子在受到一个光子的激发时，会从高能态跃迁到低能态，并发射出一个与入射光子完全相同的光子。这个过程可以形成一个正反馈机制，使激光器产生强烈的激光输出。

18.1.1受激发射与能级跃迁

在激光器中，通常使用半导体材料作为增益介质。半导体材料的能级结构包括导带、价带和禁带。通过适当的外加条件（如电注入或光注入），可以将电子从价带激发到导带，形成电