半導体レーザー
レーザーの発振には反転分布の形成が必要であるが、このための励起機構としては、半導体に数ボルトほどの電圧を印加することで電子を注入する方式が一般的である。基本的にはpn接合領域の両端から電子と正孔を加え、これらが再結合する時に光子の形でバンドギャップに相当するエネルギーを放出するのを利用する。量子井戸構造などを用いて電子と正孔を接合部の狭い領域に高密度に注入することで、最初の小規模に放出された光(=電磁波)が次々と誘導放出を招くことで継続的に発光現象を生じさせ、雪崩のように光量が増す効果を利用している。誘導放出によって増幅された光は、共振器構造によって発光領域内を幾度も反射させられるため、光は同相状態で増幅されて定常的に発振し、位相の揃った光であるレーザー光がハーフミラーである端面から放射される。
一般的には、共振器を半導体基板と平行に作り込み、へき開した側面から光が出射する構造である。このような構造の半導体レーザを一般的に端面発光レーザー (Edge Emitting Laser, EEL) と呼ぶ。一方、光が半導体基板と垂直に出射する構造のレーザーを面発光レーザ (Surface Emitting Laser, SEL) と呼び、中でも共振器を半導体基板と垂直に作り込んだ面発光レーザは垂直共振器面発光レーザー(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL、ビクセル)と呼ばれる。共振器を外部に持つ外部共振器型垂直面発光レーザー (VECSEL) も普及しつつある。