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    激光二极管从材料上分析

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    激光二极管从材料上分析

    2021-10-05

       按照PN结资料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的长处,是目前市场使用的主流产品。同激光器比较,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的长处,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的使用遭到很大约束,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都选用量子阱激光二极管作为光源。

      半导体激光二极管的底子结构如图所示,垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔,它们可以是半导体晶体的解理面,也可以是经过抛光的平面。其他两旁边面则相对粗糙,用以消灭主方向外其它方向的激光作用。

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      半导体中的光发射一般起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结邻近的非平衡电子和空穴将会产生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下:

      λ = hc/Eg (1)

      式中:h—普朗克常数; c—光速; Eg—半导体的禁带宽度。

      上述由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子经过半导体时,一旦经过已发射的电子—空穴对邻近,就能鼓励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激起的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。

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