第四章半导体激光器半导体的能带和产生受激辐射的条件

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1、第四章 半导体激光器半导体的能带和产生受激辐射的条件1.在一个具有N个粒子相互作用的晶体中,每一个能级会分裂成为N个能级,因此 这彼此十分接近的N个能级好象形成一个连续的带,称之为能带,见图(5-23)。 固体的能带 2. 纯净(本征)半导体材料,如单晶硅、锗等,在绝对温度为零的理想状态下,能 带由一个充满电子的价带和一个完全没有电子的导带组成,如图(5-24)。 本征半导体的能带3.热平衡时,电子在能带中的分布不再服从玻尔兹曼分布,而服从费米分布,能 级E被电子占据的几率为 半导体的能带和产生受激辐射的条件1.杂质半导体中费米能级的位置与杂质类型及掺杂浓度有密切关系。为了说明问 题,图(5-

2、25)给出了温度极低时的情况。 2.在半导体中产生光放大的条件是在半导体中存在双简并能带,并且入射光的频 率满足 费米能级的位置与杂质类型及掺杂浓度关系PN结和粒子数反转1. P-N结的双简并能带结构 把P型和N型半导体制作在一起,是否可能在结区产生两个费米能级呢? 未加电场时,P区和N区的费米能级必然达到同一水平,如图(5-26)。 PN能带 在P-N结上加以正向电压V时,形成结区的两个费米能级 和 ,称为准费米能 级,如图(5-27)。 正向电压V时形成的双简并能带结构2. 粒子数反转 PN结和粒子数反转 产生受激辐射的条件是在结区的导带底部和价带顶部形成粒子数反转分布。 激光器在连续发光

3、的动平衡状态,导带底电子的占据几率为 价带顶空穴的占据几率可以用P区的准费米能级来计算 价带顶电子占据几率则为 在结区导带底和价带顶实现粒子(电子)数反转的条件是 1. 半导体激光器的基本结构和工作原理 GaAs激光器的结构半导体激光器的工作原理和阈值条件 图(5-28)示出了GaAs激光器的结构。 2. 半导体激光器工作的阈值条件 激光器产生激光的前提条件除了粒子数发生反转还需要满足阈值条件 增益系数和粒子数反转的关系也取决于谐振腔内的工作物质 3.半导体激光器的阈值电流 半导体激光器的工作原理和阈值条件 在一定的时间间隔内,注入激光器的电子总数与同样时间内发生的电子与空穴 复合数相等而达到

4、平衡 同质结和异质结半导体激光器 1. 同质结砷化镓(GaAs)激光器的特性 GaAs激光器的伏安特性 伏安特性: 与二极管相同,也具有单向导电性,如图(529)所示。 阈值电流密度: 影响阈值的因素很多 方向性: 图(5-30)给出了半导体激光束的空间 分布示意图。 激光束的空间分布示意图 同质结和异质结半导体激光器 1. 同质结砷化镓(GaAs)激光器的特性 光谱特性:图(5-31)是GaAs激光器的发射光谱。其中图(a)是低于阈值时 的荧光 光谱,谱宽一般为几百埃,图(b)是注入电流达到或大于阈值时的激光光谱,谱 宽达几十埃。 GaAs激光器的发射光谱同质结和异质结半导体激光器 1. 同

5、质结砷化镓(GaAs)激光器的特性 外微分量子效率: 功率效率:功率效率定义为激光器的输出功率与输入电功率之比 2. 异质结半导体激光器 单异质结半导体激光器:单异质结器件结构如图(5-32)(b)所示 双异质结半导体激光器:双异质结半导体激光器结构如图(532)(c)所示。 同质结、异质结结构示意图准分子激光器1.准分子激光器的特点 准分子的能级结构 能级结构有明显的特点。如图(5-33)所示,A表示较高激发态,B表示激光上能 级,C表示基态。 由于基态寿命很短,即使是超短脉冲情况下,基态也可认 为是空的,因此准分子体系对产生巨脉冲特别有利。 激光下能级是基态,基本上没有无辐射损耗。因此量子

6、效 率很高,这是准分子激光器可能达到高效率的主要原因。 由于激光下能级的离子迅速离解,因而拉长脉宽和高重复 率工作都没有困难。 由于准分子的荧光光谱为一连续带,故可做成频率可调谐 器件。 2.准分子激光器的泵浦方式 电子束泵浦:横向泵浦 纵向泵浦 同轴电子束泵浦 快速放电泵浦: 快速放电泵浦方式多采用所谓布鲁姆莱(Blumlein)电路 自由电子激光器1.自由电子激光器的工作物质是自由电子束,它和普通激光器的根本区别在于: 辐射不是基于原子、分子或离子的束缚电子能级间的跃迁。 2.自由电子激光的特点 将化学能直接转换成激光。 3.目前,自由电子激光器仍处于试验阶段,离实际应用尚有相当一段距离。

7、 化学激光器1.化学激光器是指基于化学反应来建立粒子数反转而产生受激辐射的一类激光器 。化学激光器的工作物质可以是气体或液体,但目前大多数是用气体。 2.化学激光器具有如下三方面的特点 输出的激光波长丰富。 高功率、高能量激光输出。 PPT(全名:PowerPoint)是美国微软公司出品的办公软件系列重要组件之一(另外还有Excel、Word等);最常用的就是用来制作幻灯片。MicrosoftOfficePowerPoint 是一种演示文稿图形程序,该软件是功能强大的演示文稿制作软件;可协助用户独自或联机创建永恒的视觉效果;它增强了多媒体支持功能,利用该软件制作的文稿,可以通过不同的方式播放,

8、也可将演示文稿打印成一页一页的幻灯片,使用幻灯片机或投影仪播放,可以将演示文稿保存到光盘中以进行分发,并可在幻灯片放映过程中播放音频流或视项目列表; 新增项目; 修改项目; 删除项目; 项目授权; 项目任务统计; 项目资源管理; 项目进度管理; 项目任务包管理; 项目文档管理; 项目费用管理; 项目归档; 项目查询; 当前任务; 项目统计分析。4. 库存管理掌握库存的动态流动状况,减少库存资金的占用,加强资金的合理使用。选择“库存管理”模块后,在主菜单下将出现“库存资料维护“、“入库“、“出库“、“库存查询“、“仓库资料维护“、“业务类型维护“、“货物单位资料维护“几个子菜单。左方出现“存货管

9、理”模块的树状结构的库存分类信息。右边会出现库存列表,当没有选择库存分类的时候,库存资料列表将显示所有库存项目,按录入时间排序;在选择某个分类的时候,将显示该分类下的库存列表,库存列表会把当前的库存数量显示出来,点击某库存的链接将显示库存项目的详细信息。此模块包含以下主要功能:新增分类; 修改分类; 删除分类; 新增存货项目; 修改存货资料; 删除存货资料; 库存查询; 入库登记; 出库登记; 查询存货收发记录; 仓库资料维护; 业务类型资料维护; 货物单位资料维护。= 原文出自【比特网】,转载请保留原文链接:http:/ 、presentationload等;近年来,中国的PPT应用水平逐步

10、提高,应用领域越来越广;PPT正成为人们工作生活的重要组成部分,在工作汇报、企业宣传、产品推介、婚礼庆典、项目竞标、管理咨询等领域。叙利亚内战局势急剧升级,国营电视台证实,国防部长拉杰哈今天在首都的一次自杀式袭击中被炸死,是叙利亚国内冲突爆发以来,政府军损失的最高级军方官员,另外,内政部长、情报首长也被炸伤。袭击者是总统巴沙尔的一名近身侍卫。叙利亚自由军和伊斯兰旅两个反政府组织都宣称对袭击负责,但否认事件是国营电视台所说的自杀式袭击,而是将fgdfgdfgdfgdgdfgdfgdfgdfgfhthhhfhh dhfdhdsfhgfhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

11、hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhtttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttthhhhhhhhhhhhhaaaaaaaaaaahhhhttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttthhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv炸弹事先放在会议室内。事发后,叙利亚政府已经任命了原参谋长弗雷伊为新任国防部长。叙

12、利亚国营电视台新闻节目周三迅速公布了事件,称大马士革的国家安全部门遭到自杀袭击,当时内阁官员和军方高层正在开会,多名官员严重受伤,国防部长丧生。被炸死的叙利亚国防部长拉杰哈,本月九号才刚刚出席过,叙利亚防空部队的实弹演习,叙利亚电视台也在拉哈杰死后,马上播出他视察演习的画面。另外,总统巴沙尔的姐夫、副国防部长舒卡特,也在袭击中丧生。近几日以来,大马士革一直在爆发激烈战斗,冲突已经越来越接近总统巴沙尔的权力核心。有上载到网络的视频显示,在大马士革的苏塞村不断传出重型炮火声。又有段视频显示,逊尼派社区米丹发生战斗后,四处断壁残垣。此外,大马士革西部也据称有军营遇袭起火。连串冲突迫使近日大批叙民众,当中包括两名叙利亚将军,逃亡到邻国土耳其。另外,有上载到网络的视频显示,叙利亚自由军在北部阿扎兹训练。有自由军成员说,(自己)本来效忠巴沙尔部队,在政府军滥杀平民后变节

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