概论-FRONT!.PPT

* 工作电流过大会发生饱和 温度升高时，输出光功率明显下降，达到一定温度时，激光器就不激射了。当以直流电流驱动激光器时，阈值电流随温度的变化更加严重。当对激光器进行脉冲调制时，阈值电流随温度呈指数变化。长波长InGaAsP/InP激光器输出光功率对温度的变化更加敏感。 * 2. LED与LD 比较 LED与LD相比，LED输出光功率较小，谱线宽度较宽，调制频率较低。但LED性能稳定，寿命长，使用简单，输出光功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。 LED通常和多模光纤耦合，用于1.31μm或0.85μm波长的小容量、短距离的光通信系统。 LD通常和单模光纤耦合，用于1.31μm或1.55μm大容量、长距离光通信系统。 分布反馈半导体激光器（DFB-LD）主要也和单模光纤或特殊设计的单模光纤耦合，用于1.55μm超大容量的新型光纤系统，这是目前光纤通信发展的主要趋势。 作业 4.6，4.8 * （本征）费米能级以下，被电子占据的几率为50%，当你掺杂时，载流子电子增多，费米能级向导带移动，（通俗得想，电子多了，原来本征费米能级以下的地方还能够用吗？自然需要更多的空间，此空间是能量空间，不是我们通常认识的几何空间），移动后的费米能级就是掺杂费米能级，而本征费米能给是不动的。 当掺杂越来越多，掺杂费米能级就越长越高，最后接近甚至进入导带，也就是常说的简并~ 当掺杂P杂质时，掺杂费米能级将向价带移动。。。。。类似的过程~~ * * 在高温时，热振动可以打断共价键。当一些键被打断时，所产生的自由电子可以参与电的传导。而一个自由电子产生时，会在原处产生一个空缺。此空缺可由邻近的一个电子填满，从而产生空缺位置的移动，并可被看作与电子运动方向相反的正电荷，称为空穴(hole)。 * 2 * 2 在n型半导体中，电子填充的高能带的水平比较高，因此相比本征半导体，整个费米能级上移 * 在p型半导体中，电子填充的高能带的水平比较低，因此相比本征半导体，整个费米能级下移 * 4 平衡时，中间形成一个特殊的区域-pn结，它阻挡了载流子的扩散运动，因此也称为耗尽区。 * * 5 * 5 正向偏压使耗尽区变窄，便于n型（或者p型）半导体的多少载流子向对方扩善，导致p型（或者n型）内的少数载流子浓度大大增加。 * * 4 * 两边采用相同的半导体材料的pn结称为同质pn结。同质pn结两边具有相同的带隙结构和相同的光学性能。pn结区的完全由载流子的扩散形成。 1. 由电子空穴扩散产生的结区太厚，很难把载流子约束在相对 小的区域，从而结区无法形成较高的载流子密度 2. 无法对产生的光进行约束 双异质结构中间有一层窄带隙N型半导体，称为有源层；两侧分别为宽带隙的P型和N型半导体，称为限制层。由于限制层的带隙比有源层宽，施加正向偏压后，P层的空穴和N层的电子注入有源层。P层带隙宽，导带的能态比有源层高，对注入电子形成了势垒，注入到有源层的电子不可能扩散到P层。同理，注入到有源层的空穴也不可能扩散到N层。 * 面发光二极管中，有源发光面与光纤轴垂直。这种结构中，在器件的衬底腐蚀了一个小孔，然后用环氧树脂材料固定插入小孔的光纤，这样能以尽可能高的效率接收发射出来的光。 朗伯光源：各个方向上的亮度(光功率密度)都相同，因此，每个角度的光功率与观察方向角相关，令I为功率密度，方向角对应的空间面积为dAd{omg}cosq * 边发光二极管由一个产生非相干光的有源结区和两个导光层组成。导光层的折射率要低于有源区，但比周围的材料折射率高。这种结构形成了一个波导通道，使辐射光的出射方向朝向光纤的纤芯。边发光二极管要比面发光二极管具有更好的方向性，主要体现在边发光二极管的与pn结垂直方向上的光的方向性好。缺点是需要较大驱动电流，且发光功率低。 * * 发光二极管发射的是自发辐射光，没有谐振腔对波长的选择，谱线较宽，如图4.2.5。一般短波长GaAlAs/GaAs LED谱线宽度为30~50 nm，长波InGaAsP/InP LED谱线宽度为60~120 nm。随着温度升高或驱动电流增大，谱线加宽，且峰值波长向长波长方向移动，短波长和长波长LED的移动分别为0.2~0.3 nm/℃ 和0.3~0.5 nm/℃。 基本的光学谐振腔由两个反射率分别为100%和90%-95%的平行反射镜构成(如图4.1.0.3所示) 。由于谐振腔内的激活物质具有粒子数反转分布，可以用它产生的自发辐射光作为入射光。入射光经反射镜反射，沿轴线方向传播的光被放大，沿非轴线方向的光被减弱。反射光经多次反馈，不断得到放大，方向性得到不断改善，增益大幅度得到提高。 * * * 这种结构只对载流子和光子形成纵向约束，为了得到更