搏击

半导体激光器工作原理及近期科研进展汇总

2019-08-15 18:09:46来源:励志吧0次阅读

  是用半导体材料作为工作物质的,由于物质结构上的差异,不同种类产生的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

  半导体激光器工作原理

  半导体激光器是一种相干辐射光源,要使它能产生激光,必须具备三个基本条件:

  (1)增益条件:建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布,在半导体中代表电子能量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带,因此在半导体中要实现粒子数反转,必须在两个能带区域之间,处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多,这靠给同质结或异质结加正向偏压,向有源层内注人必要的载流子来实现。将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。

  (2)要实际获得相干受激辐射,必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡,激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的,通常在不出光的那一端镀上高反多层介质膜,而出光面镀上减反膜。对F p腔(法布里一珀罗腔)半导体激光器可以很方便地利用晶体的与P n结平面相垂直的自然解理面一[110]面构成F P腔。

  ( )为了形成稳定振荡,激光媒质必须能提供足够大的增益,以弥补谐振腔引起的光损耗及从腔面的激光输出等引起的损耗,不断增加腔内的光场。这就必须要有足够强的电流注入,即有足够的粒子数反转,粒子数反转程度越高,得到的增益就越大,即要求必须满足一定的电流阀值条件。当激光器达到阀值时,具有特定波长的光就能在腔内谐振并被放大,最后形成激光而连续地输出。

  可见在半导体激光器中,电子和空穴的偶极子跃迁是基本的光发射和光放大过程。对于新型半导体激光器而言,人们目前公认量子阱是半导体激光器发展的根本动力。量子线和量子点能否充分利用量子效应的课题已延至本世纪,科学家们已尝试用自组织结构在各种材料中制作量子点,而GaInN量子点已用于半导体激光器。另外,科学家也已经做出了另一类受激辐射过程的,这种受激辐射基于从半导体导带的一个次能级到同一能带更低一级状态的跃迁,由于只有导带中的电子参与这种过程,因此它是单极性器件。

  半导体激光器分类

  1、条形结构激光器

  2、GaAIAs/GaAs激光器

  、InGaAsP/InP激光器

  4、可见光激光器

  5、远器

  6、动态单模激光器

  7、分布反馈激光器

  8、量子阱激光器

  9、表面发射激光器

  10、微腔激光器

  11、异质结构激光器

下一个十年:中美德产业智能化的商业机会与投资价值
广州智慧物流协同办公
2008年鄂尔多斯B2B/企业服务A轮企业
分享到: