《半导体光电子学》第二章.pdfVIP

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2017-07-13 发布于浙江
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《半导体光电子学》第二章.pdf

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第二章介质中的光增益光通过介质时，总是同时发生两种过程，即光的受激吸收和光的受激发射。前者使介质中传播的光不断减弱，后者使介质中传播的光不断增强，哪一个过程起主要作用决定于粒子数目按能级的分布情况。粒子数正常分布：光衰减; 高能级上的粒子数小于低能级上的粒子数。粒子数反转分布：光放大。高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数。本章主要内容： §2－1 粒子数的反转分布 §2－2 光在介质中的小信号增益 §2－3 介质中的增益饱和与烧孔效应 §2－1 粒子数的反转分布激发态能级寿命粒子数密度的差值三能级系统与四能级系统一、激发态能级寿命 E N m m 两能级系统： Amn E n N n τ =1/A 是E 能级上粒子的平均寿命. mn mn m τ的物理意义: 在经过t τ的一段时间后,停留在激发态能级上的粒子数由于自发跃迁已减少到t=0时刻的该能级粒子数的1/e(约36%).它反映了粒子在该能级上的平均寿命. 三能级系统： E N τ=1/ （Amn +Amp) m m A A mn mp E N n n E N p p E N 更一般的情况： m m E N m-1 m-1 E N m-2 m-2 A = m