当前位置:首页 >> 英语学习 >>

2018年学习半导体激光器(一)PPT教材课件


第八讲 半导体激光器(一) 主要内容 ? 半导体激光器的工作原理 ? 半导体激光器的基本结构 半导体激光器工作原理 半导体激光器是向半导体PN结注入电流,实现 粒子数反转分布,产生受激辐射,并利用光学谐 振腔的正反馈实现光放大而产生激光。 半导体激光器工作原理 ? 光与物质相互作用的三种基本方式 ? 粒子数反转分布 ? 激光振荡和光学谐振腔 光与物质相互作用的三种基本方式 ? 自发辐射——无外界激励而高能级电子自发跃迁到低能级, 同时释放出光子。 ? 受激辐射——高能级电子受到外来光作用,被迫跃迁到低 能级,同时释放出光子,且产生的新光子与外来激励光子 同频同方向,为相干光。 ? 受激吸收——低能级电子在外来光作用下吸收光能量而跃 迁到高能级。 E2 初态 hf12 E1 hf12 E2 终态 hf12 E1 hf12 (c)受激辐射 (a)受激吸收 (b)自发辐射 能级与电子跃迁示意图 粒子数反转分布 设在单位物质中低能级电子数和高能级电子数分别为 N1 和N2物质在正常状态下N1>N2,受激吸收与受激辐射的速率 分别比例于N1和N2且比例系数相等,此时光通过该物质时, 光强会衰减,物质为吸收物质。若N2>N1,受激吸收小于受 激辐射,光通过该物质时,光强会放大,该物质成为激活 物质。N2>N1的分布与正常状态相反,故称为粒子数反转分 布。 半导体的能带和电子分布 能量 价带 Ee Eg Ef/2 Ef/2 Ef Eg Ev 价带 (a)本征半导体 空穴 (b)N型半导体 电子 Ev (c)P型半导体 Ee Ef Eg Ef Ev Ee ? ? ? ? ? 能带——电子所处的能态扩展成的连续分布的能级。 价带——能量低的能带。 导带——能量高的能带。 禁带Eg——导带底的能量Ee 和价带顶能量Ev间的能量差 在热平衡状态下,能量为E的能级被电子占据的概率为费米分布 ? ? 1 P ( E ) ? 费米能级 ——用于描述半导体中各能级被电子占据的状态,在费米能级,被电子占据 E ? Ef 和空穴占据的概率相同。在本征半导体中, 1 ? exp[ ] KT 位于禁带中央;N型半导体中 增大;在P型半导体中 减小。 Ef Ef Ef P 区 PN 结空 间电 场区 N 区 + + + + ++ EeP 能量 P区 EeN Ef N区 EVN EVP EeP EfP EVP hf EeN EfN hf EVN PN结的能带和电子分布 PN 结界面上由于多数载流子扩散运动形成内部空间电场 区,该电场导致载流子的漂移运动,无外加电压时,两种 运动处于平衡状态,能带发生倾斜。当外加正向电压时, 内部电场被削弱,扩散运动加强,能带倾斜减小,在 PN 结 形成一个增益区(粒子数反转分布区)可产生自发辐射。 光学谐振腔 光学谐振腔——由两个反射率分别为 R1 和 R2的平行反射镜构成。 腔内物质具备粒子数反转分布,可用其产生的自发辐射光作入射 光,经反射镜反射沿轴线方向传播的光被放大,沿非轴线方向传 播的光被减弱,反射光经反射镜多次反射不断被放大,方向性不 断改善,使增益大幅度提高。 激光振荡 ? 激活物质在被置于光学谐振腔后,能对光的频率和方向进行选择,可获 得连续的光放大和激光振荡输出激光起振阈值条件:腔内增益与损耗相 当时开始建立稳定的激光振荡,阈值条件为: ? ? ? ? ? 是 阈值增益系数; ln( 1 ) R1 R2 是谐振腔内激活物质的损耗

相关文章:
半导体激光器的原理及应用
半导体激光器的原理及应用 专班姓 业:电子科学与技术 级:一班 名:黄兵兵 号:20112230110 半导体激光器的原理及应用摘要: 半导体激光器的发展迅速,以其独特的...
半导体激光器的安全使用操作
搜试试 5 悬赏文档 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...5. 1 半导体激光器 半导体激光器,由于它价格昂贵,...关于半导体激光器的内容,赞一个 2018-06-28 16:02...
半导体激光器国家标准(二)
搜试试 5 悬赏文档 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...把分布反馈半导体激光器和电吸收调 制器集成在一起...半导体激光器国家标准(二) 2018-06-23 10:32:11...
实验一 半导体激光器系列实验
搜试试 5 悬赏文档 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...实验一 半导体激光器系列 实验 怀化学院物理与电子...实验一 半导体激光器系列实验 2018-06-23 09:09:...
半导体激光器主要性能参数定义
搜试试 5 悬赏文档 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...线宽即为激光某一单独模式的光谱宽度,一般表达形式:...半导体激光器主要性能参数定义 2018-06-27 16:56:...
半导体激光器的研究进展
搜试试 3 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...了几何光学、物理光学、半 导体电子、热力等...目前,提高半导体激光器的输出功率主要有两种方式:一...
中国半导体激光器的发展历程
广西师范学院2017年 本科毕业论文论文题目 中国半导体激光器的发展历程 毕业生:吴伊琴 指导老师:王革 学科专业:物理学(师范) 0 摘要“激光器”其实就是能够产生...
半导体激光器工作原理及基本结构(精)_图文
半导体激光器工作原理及基本结构(精)_职业技术培训_职业教育_教育专区。半导体激光器工作原理及基本结构(精) 文档贡献者 三年五年158 贡献于2018-09-26 ...
半导体激光器工作原理及主要参数_图文
搜试试 5 悬赏文档 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...半导体激光器工作原理及主要参数_电子/电路_工程科技...关于半导体激光器的内容,不错 2018-06-22 10:18:...
半导体激光器实验报告
半导体激光器实验报告_工_高等教育_教育专区。半导体激光器实验报告 课程:___光电子实验___ 学号: 姓名: 专业: 信息工程 南京大学工程管理学院 半导体激光器...
更多相关标签: