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半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)中的勢壘是什么 半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光的條件介紹

本文章由注冊用戶 時代工業(yè)園 上傳提供 2024-04-22 評論 發(fā)布 糾錯/刪除 版權(quán)聲明 0
摘要:半導(dǎo)體激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激發(fā),在1970年實(shí)現(xiàn)室溫下連續(xù)輸出。后來經(jīng)過改良,開發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管(Laser diode)等,廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器(激光筆),是目前生產(chǎn)量最大的激光器。接下來本文將帶來半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)中的勢壘是什么以及半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光的條件介紹,一起來看看吧!

一、半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)中的勢壘是什么

一般在談到半導(dǎo)體的PN結(jié)時,就會聯(lián)系到勢壘,這涉及半導(dǎo)體的基礎(chǔ)內(nèi)容。簡單地說,所謂勢壘也稱位壘,就是在PN結(jié)由于電子、空穴的擴(kuò)散所形成的阻擋層,兩側(cè)的勢能差,就稱為勢壘。

二、半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光的條件介紹

半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光的條件主要包括以下幾點(diǎn):

1、增益條件。需要在有源區(qū)(激射媒質(zhì))內(nèi)建立載流子的反轉(zhuǎn)分布,即在高能態(tài)導(dǎo)帶底的電子數(shù)需要大于低能態(tài)價帶頂?shù)目昭〝?shù)。這通常通過給同質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)加正向偏壓來實(shí)現(xiàn),從而將電子從能量較低的價帶激發(fā)到能量較高的導(dǎo)帶。當(dāng)電子和空穴在粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)下復(fù)合時,會產(chǎn)生受激發(fā)射作用。

2、光學(xué)諧振腔。諧振腔由半導(dǎo)體晶體的自然解理面形成反射鏡,出光面通常鍍有減反膜,而不出光的那一端則鍍上高反多層介質(zhì)膜,形成F-P(法布里-拍羅)腔。這樣的結(jié)構(gòu)使得受激輻射的光在腔內(nèi)多次反饋,形成激光振蕩。

3、滿足閾值條件。激光媒質(zhì)必須提供足夠的增益,以彌補(bǔ)諧振腔引起的光損耗及激光輸出引起的損耗。這要求有足夠強(qiáng)的電流注入,即有足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)激光器達(dá)到閾值時,具有特定波長的光就能在腔內(nèi)諧振并被放大,形成激光并連續(xù)輸出。

此外,半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光還需要滿足相位條件,以及具有良好的散熱措施,以保證激光器的穩(wěn)定性和壽命。

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