半导体激光器产生激光原理 PN结半导体激光器产生激光的机理 BBU 价带中的空方 P型半导体 N型半导体 导带中的电子 (导电载流子】 (导电载流子) 晶格 白由由由由由 品格 (不能导电 (不能导电) E Ee费米能级 导带底能级 ·。导带底能级 Eg禁带 Eg禁带 价带顶能缀 0 0 0 00 E,价带顶能级 费米能级 P型半导体能带图 N型半导体能带图
半导体激光器产生激光原理 ☞
发光波长 ◇半导体光源发射的光子的能量、波长取决 于半导体材料的带隙E。,以电子伏特(eV )表示的带隙E发射波长为 1.240 2(um)= E.(e)
发光波长 半导体光源发射的光子的能量、波长取决 于半导体材料的带隙Eg，以电子伏特（eV ）表示的带隙Eg发射波长为 1.240 ( ) ( ) g m E eV =
直接带隙和间接带隙材料 ◇由于半导体内光子与电子之间的相互作用所导致 的电子的跃迁除需要满足能量守恒条件之外，还 必须满足动量守恒条件。光子的动量与电子的动 量相比可以忽略，因此，电子的跃迁前后应具有 相同的动量，也即有相同的波矢量。 ◇根据能带结构的能量与波矢量关系，半导体材料 可以分为光电性质完全不同的两类： ●直接带隙材料 •间接带隙材料
直接带隙和间接带隙材料 由于半导体内光子与电子之间的相互作用所导致 的电子的跃迁除需要满足能量守恒条件之外，还 必须满足动量守恒条件。光子的动量与电子的动 量相比可以忽略，因此，电子的跃迁前后应具有 相同的动量，也即有相同的波矢量。 根据能带结构的能量与波矢量关系，半导体材料 可以分为光电性质完全不同的两类： •直接带隙材料 •间接带隙材料
不同半导体材料的带隙及发光波长 材料 分子式 发光波长范围/m 带隙能量Eg(eV) 磷化铟 InP 0.92 1.35 砷化铟 InAs 3.6 0.34 磷化镓 GaP 0.55 2.24 砷化镓 GaAs 0.87 1.42 砷化铝 AlAs 0.59 2.09 磷化钢镓 GaInP 0.640.68 1.821.94 砷化傢铝 AlGaAs 0.80.9 1.4～1.55 砷化镓铟 InGaAs 1.01.3 0.95~1.24 砷磷化铟镓 InGaAsP 0.91.7 0.731.35
不同半导体材料的带隙及发光波长
◇合金化合物半导体AlGa1-xAs(GaAs 和AAS) ◇经验公式Eg=1.424+1.266x+0.266x2
合金化合物半导体AlxGa1-xAs （GaAs 和 AlAs ） 经验公式Eg=1.424+1.266x+0.266x2