发布时间:2025-01-31 21:01:26
半导体激光器是利用半导体材料的独特性质,通过特定结构和工作原理实现光的放大和发射的光学器件。其基本构成包括本征半导体的能带分布,P型和N型半导体的形成,以及P-N结的形成。在没有外加偏压时,P-N结的费米能级分布维持正常,未激活产生激光。当正向偏压施加后,通过电荷注入破坏热平衡,形成粒子数反转,使得受激辐射大于受激吸收,从而实现光的放大。
半导体激光器主要有两种构成方式:F-P腔激光器,包括同质结、单异质结和双异质结激光器;以及分布反馈型(DFB)激光器。阈值特性是其重要参数,当电流超过阈值电流时,激光器从荧光状态跃升至激光发射。光谱特性影响其在光纤通信中的表现,单模激光器因其窄谱线特性而优于多模激光器。温度特性显示,激光器性能会随温度变化,需要通过温度控制来保持稳定。
转换效率是衡量半导体激光器性能的关键指标,它反映了光功率与电功率消耗的比例。通过优化设计和自动温度控制,可以提高激光器的稳定性和效率。总的来说,半导体激光器的工作特性与结构紧密相关,是现代通信和光电子技术中的核心元件。