文档介绍：第章半导体发光材料及器件半导体激光器(Laserdiode)半导体激光器(laserdiode):英文LASER是LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation(受激辐射放大光)的缩写。(LD):又名激光二极管(LaserDiode),是以半导体材料作为工作物质的激光器,是实际应用中最重要的一类激光器。:超小型、高效率、寿命长、结构简单、价格便宜;采用注入电流的方式泵浦;工作电压电流与集成电路兼容,可与之单片集成。:在光纤通信、激光唱片、光存储、全息照相、数码显示,激光打印,激光测距、医疗军事等领域得到广泛的应用。在光信息处理、光计算等新领域也将发挥重要的作用。:在电流或光作用下,价带中的电子获得能量跃迁的导带中,在价带中留下一个空穴,称为受激吸收。这就必须要有足够强的电流注入,即有足够的粒子数反转,粒子数反转程度越高,得到的增益就越大,即要求必须满足一定的电流阈值条件。:导带的电子不稳定,向价带跃迁与空穴复合而放出光子——光辐射。如果跃迁是自发的,则光子具有随机的方向、相位及偏振态,称为自发辐射;如果受到入射光子的激励,辐射的光子与入射光子有相同的方向、相位及偏振态,称为受激辐射。半导体激光器历史和发展1917年,爱因斯坦提出“受激辐射”的概念;1954年,微波量子放大器出现;1960年,红宝石激光器;1962年,GaAs激光器,77K的温度下,脉冲输出;1970年,半导体激光器的室温下连续输出;波长范围履盖了可见光到长波红外,寿命百万小时,室温下连续工作,输出功率由几毫瓦到千瓦级。半导体激光器的基本原理电子能导带跃迁进入价带,典型的情况是从导带底跃迁进入价带顶。费米-狄拉克统计规律:导带电子优先占据能量低的能级;价带电子优先占据能量低的能级,等同于价带空穴优先占据能量高的能级。缺点:激光性能受温度影响大;光束的发散角较大(一般在几度到20度之间)。准直器(两个半柱透镜)半导体激光器的特点优点:结构简单;电流泵浦,功率转换效率高(最大可达50%),便于调制;半导体激光器的特点产生激光的4个条件:合适的工作物质例如:氦氖激光器-氖原子红宝石激光器-CrO3泵浦(气体放电-光泵浦)粒子数反转(能级、热平衡)在没有外界影响的条件下,热力学系统的宏观性质不随时间变化的状态。谐振腔