Injektionslaser, spezieller Halbleiterlaser mit dotiertem Halbleitermaterial als aktivem Medium. Erstmals 1962 realisiert, gehört der I. zu den Lasern, die sowohl im kontinuierlichen Betrieb als auch gepulst bei Verwendung verschiedener Halbleitermaterialien in einem weiten Spektralbereich (Wellenlänge zwischen 0,5 und 32 μm) kohärente Strahlung liefern. Grundlage des I. bildet ein pn-Übergang in einer Halbleiterdiode (Lumineszenzdiode). Der Halbleiter-I. zeichnet sich aus durch extreme Kleinheit (Länge ≤0,5 mm, Querschnitt 0,2×0,2 mm²), die Möglichkeit der einfachen Anregung durch elektrischen Strom (Injektion von Ladungsträgern) wie auch teilweiser Abstimmung seiner Wellenlänge.

Die Laserausstrahlung erfolgt in der Längsausdehnung des pn-Überganges in einem Bereich von

0,5 mm Länge (bei einer Dicke der strahlenden Zone von ≈1 μm, Abb.). Die Strahlungsleistungen erreichen bei Impulsanregung Werte bis zu einigen 100 W (je nach Struktur) und liegen für cw-Betrieb zwischen 0,01 und 0,5 W. Der Wirkungsgrad ist sehr hoch; er ist größer als 10% und kann nahezu 90% erreichen.

Die Wellenlängen der I. liegen vorwiegend im nahen IR-Bereich zwischen 0,8 und 1,5 μm. Eine Abstimmung der Wellenlänge ist sowohl durch Temperatur- als auch durch Druckänderung möglich (abstimmbare Laser). Zu den bekanntesten I. gehört der GaAs-Laser. Aufgrund der sehr kleinen Querausdehnung des strahlenden Bereichs in Halbleiterlasern (≈1 μm) ergibt sich ein großer Divergenzwinkel der Strahlung.

I. wurden anfangs in der einfachsten Form der Homostrukturlaser gefertigt, wobei die geschliffenen und polierten Endflächen des Halbleiterkristalls zugleich als Resonatorspiegel dienten. (Vielfach genügt eine saubere Bruchfläche mit einem Reflexionsvermögen von ≈30%.) Die Forderungen erhöhter Lebensdauer (mehr als 10⁶ Stunden) und eines Laserbetriebs bei Zimmertemperatur führten zur Entwicklung der Mehrfachheterostrukturlaser mit teilweise komplizierten Substrukturen.

Anwendung finden I. einmal in der Spektroskopie (vorwiegend für den mittleren IR-Bereich), der Meßtechnik sowie als Pumplaser (diodengepumpte Laser) und zum anderen insbesondere als Sendelichtquelle in der optischen Nachrichtenübertragung. Zunehmende Bedeutung erlangt dieser Lasertyp hierbei durch Einbeziehung in die integrierte Optik und die Optoelektronik.

Injektionslaser: Prinzipieller Aufbau eines Injektionslasers.