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半導體中的光發射通常起因于載流子的復合
作者: 編輯: 來源: 發布日期: 2019.12.14
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半導體激光二極管的基本結構:垂直于PN結面的一對平行平面構成法布里——珀羅諧振腔,它們可以激光二極管激光二極管是半導體晶體的解理面,也可以是…
半導體激光二極管的基本結構:垂直于PN結面的一對平行平面構成法布里——珀羅諧振腔,它們可以
激光二極管
激光二極管
是半導體晶體的解理面,也可以是經過拋光的平面。其余兩側面則相對粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。
半導體中的光發射通常起因于載流子的復合。當半導體的PN結加有正向電壓時,會削弱PN結勢壘,迫使電子從N區經PN結注入P區,空穴從P區經過PN結注入N區,這些注入PN結附近的非平衡電子和空穴將會發生復合,從而發射出波長為λ的光子,其公式如下:
λ = hc/Eg ⑴
式中:h—普朗克常數; c—光速; Eg—半導體的禁帶寬度。
上述由于電子與空穴的自發復合而發光的現象稱為自發輻射。當自發輻射所產生的光子通過半導體時,一旦經過已發射的電子—空穴對附近,就能激勵二者復合,產生新光子,這種光子誘使已激發的載流子復合而發出新光子現象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大,則會形成和熱平衡狀態相反的載流子分布,即粒子數反轉。當有源層內的載流子在大量反轉情況下,少量自發輻射產生的光子由于諧振腔兩端面往復反射而產生感應輻射,造成選頻諧振正反饋,或者說對某一頻率具有增益。當增益大于吸收損耗時,就可從PN結發出具有良好譜線的相干光——激光,這就是激光二極管的簡單原理

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