微電子學(xué)概論》ch8光電子器(文件)
【正文】 量大于或等于禁帶寬度的光子轟擊 ， 并使其由價(jià)帶越過(guò)禁帶躍入導(dǎo)帶 ， 使材料中導(dǎo)帶內(nèi)的電子和價(jià)帶內(nèi)的空穴濃度增加 ， 從而使電導(dǎo)率變大 。 I 光 光電池的工作原理示意圖 P N 下一頁(yè) 上一頁(yè) 固體中的光吸收過(guò)程 ?本征吸收 (a,b) ?非本征吸收 (c) ? 激子吸收 ? 自由載流子吸收 ?晶格吸收 ?雜質(zhì)吸收 下一頁(yè) 上一頁(yè) 在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。 光發(fā)射（外光電效應(yīng)） 下一頁(yè) 上一頁(yè) 光發(fā)射的方式 ?自發(fā)發(fā)射 ?受激發(fā)射 ?發(fā)光器件 ? 發(fā)光二極管：靠注入載流子自發(fā)復(fù)合而引起的自發(fā)輻射；非相干光 ?半導(dǎo)體激光器則是在外界誘發(fā)的作用下促使注入載流子復(fù)合而引起的受激輻射；相干光，具有單色性好、方向性強(qiáng)、亮度高等特點(diǎn) 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?受激輻射 和 自發(fā)輻射 產(chǎn)生的光的特點(diǎn)不同 受激輻射 光的頻率、相位、偏振態(tài)和傳播方向與入射光相同，這種光稱為 相干光 。 ?非平衡載流子： 處于激發(fā)狀態(tài)的少數(shù)載流子。 N2＞ N1的分布與正常狀態(tài)相反 ， 故稱為 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 。 ? 光學(xué)諧振腔 —— 由兩個(gè)反射率分別為 R1和 R2的平行反射鏡構(gòu)成。三層半導(dǎo)體置于 基片 (襯底 )上，前后兩個(gè)晶體面作為反射鏡構(gòu)成法布里 珀羅 (FP)諧振腔。 。 它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體之間夾著一層（相對(duì)）很厚的本征半導(dǎo)體。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 條件 3：閥值電流密度 ?由于半導(dǎo)體內(nèi)的光子吸收、反射鏡面上的部分穿透和反射，使得激光振蕩存在損耗 ?光增益對(duì)電流的增大而增大；當(dāng)光強(qiáng)足夠小時(shí)，諧振腔增益為常數(shù)；當(dāng)光強(qiáng)增大到一定程度時(shí)，增益系數(shù)隨光強(qiáng)的增加而下降，出現(xiàn)增益飽和；當(dāng)飽和增益等于損耗時(shí)，出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)振蕩 ?當(dāng)增益系數(shù)高于某一最低限度，才足以克服損耗，產(chǎn)生振蕩，輸出激光，此時(shí)對(duì)應(yīng)的最小電流密度，稱為閥值電流密度 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?基本結(jié)構(gòu)是雙異質(zhì)結(jié) (DH)平面條形結(jié)構(gòu) ?由 三層 不同類(lèi)型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，不同材料發(fā)射不同的光波長(zhǎng)。 當(dāng)外加正向電壓時(shí) ， 內(nèi)部電場(chǎng)被削弱 ， 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加強(qiáng) ， 能帶傾斜減小 ， 在 PN結(jié)形成一個(gè)增益區(qū) （ 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布區(qū) ） ， 高濃度的電子和空
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