创新性思维报告

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1、创造性思维在半导体激光器领域的应用创新是素质教育的核心，是民族战斗力的灵魂。江总书记曾多次强调“创新是一个民族的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。作为一名未来的科技工作者，我对创新的理解尤为深刻。当前，尽管伴随着我国政治、经济体制改革的不断深入和飞速发展，各行各业都取得了长足的进步，不过，在科技界，仍然存在着与世界先进水平的普遍差距。作为21世纪关键技术的激光技术也不例外，自上世纪60年代激光器诞生以来，我国在这方面与世界的差距就越拉越大。与国外相比，存在着长期模仿、缺乏创新等根本性的问题。为此，我将结合创新性思维的基本特征，考察其在半导体激光器领域中的应用，同时以期归纳出半导体激光器技术未来

2、发展中可能存在的创新途径。所谓创造性思维，是指带有创见的、人类所独有的思维。创造性思维不仅能揭露客观事物的本质、内在联系，而且在此基础上能产生出新颖、独特的东西。正是凭借这一思维，人类不断的认识和改造着世界。更具体地说，是指人们能够在爱因斯坦受激辐射理论的基础上，创造性地将其应用红宝石，并提出由反射镜构成的谐振腔反馈结构以及灯泵浦结构而发明出第一台激光器。同时，在那之后，能发散性的将这一原理应用于各种有源物质，并设计出各式各样的腔型结构和泵浦结构而使激光器性能不断改进。直到今天，各种激光器（尤其是半导体激光器）已经在包括激光通信、工业加工、激光医疗、激光印刷、激光计量、激光存储、激光武器等领域

3、起到了举足轻重的作用。从某些意义上来说，这些都可以看作创造性思维成果。下面我们就结合创造性思维的具体特征，来看看其在整个半导体激光器发展历程中的具体体现。一、创造性思维的独创性独创性也指原创性或初创性，是指在前人还没有涉足的领域或方面有开创性的成果或思想。半导体激光器不同于其他激光器。以最先研制出来的红宝石激光器为例，首先，半导体激光器在工作物质的选取上就具有开创性。它用半导体材料取代了固体激光材料，从而得到了完全不同的一种类型激光器；其次，半导体激光器的工作原理也与固体激光器有很大差异，主要表现在由能带跃迁取代了固体的能级跃迁，由粒子占据能带几率取代粒子束反转概念，由解理面取代人工镀制的反射

4、腔镜；第三，半导体激光器在尺寸上明显比其他类型激光器小几个数量级。在微米量级的衬底上生长半导体激光器本身的制作工艺就明显区别与其他类型激光器。可想而知，半导体激光器概念的提出本身就具有相当的独创性，而其最初的结构设计与制作工艺也是前无古人的。半导体激光器最先由潘可夫（Pankeove）、凯斯和梅伯里（Maybury）提出。最初的结构是GaAsP-N结注入型非相干电致发光，制作工艺是采用的是简单的气相外延（VPE）和液相外延（LPE）。随后，为了克服单异质结激光器的种种缺陷（诸如高阈值电流、短寿命等），前苏联科学院约飞物理研究院的阿尔费洛夫等人开创性的提出了双异质结结构半导体激光器（DH-LD）

5、，使得室温下阈值电流密度下降了一个数量级，开辟了半导体激光器的又一个新时期；进入80年代以来，由于吸收了半导体物理研究的新成果，同时警惕外延生长新工艺，包括金属有机气相沉淀（MOCVD）、分子束外延（MBE）和化学束外延（CBE）等取得重大成就，使得半导体激光器成功采用了量子阱和应变量子阱的新结构，出现了许多性能优良的新器件。后来，在一般量子阱结构的基础上又发展了应变量子阱激光器，使得器件性能得到了进一步改善；制作工艺方面，最初的气相外延和液相外延存在着生长不均匀或是生长速度慢等诸多问题，而后来提出的金属有机气相沉淀和分子束外延无论在生长精度或是生长速度上都大大优于前者，并实现了大规模产业化。

6、可以看出，半导体激光器发展历程中的每一种标志性的新结构或者新工艺的提出都具有鲜明的初创性。二、创造性思维的求异性求异性是指在已存在的理论和成果面前，追求与其不同的思维模式，以期得到不同且更优越的结果。科技创新是一个建立在总结积累基础之上的过程。一个优秀的科技工作者要学会“站在巨人的肩膀上”思考问题。没有前人工作的积累，任何一个科技工作者都不可能在当今学科如此细分的领域取得优异的研究成果。半导体激光器在根源上也是建立在其他激光器基础上的，它的提出同样利用的是光的受激发射原理，同样需要解决光子谐振和激励等激光器组成基本问题。然而，同样在这些方面，半导体激光器却存在着与其他激光器截然不同的特点，这也

7、是半导体激光器研究人员创造性思维求异性的表现之一。红宝石激光器是最先研制成功的激光器，它采用红宝石做增益物质，激励源为氪灯或氙灯，而谐振腔由镀膜玻璃构成，这三部分构成了一般固体激光器的三要素，而后的几乎所有激光器都具备了这样的三要素。然而，做为半导体激光器，它是基于p-n结内地受激发射，且也不是传统意义上的上下能级之间的能级跃迁，取而代之的是导带和价带之间的能带跃迁。这样一种带带跃迁给半导体激光器