19半导体激光器的工作原理和阈值条件.
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数值例： GaAs P－N 结激光器
6
1 1 v 3 10 MHz a总 ln r1r2 40cm 2L 2 3.35 d 2m J阈 150A/cm
3. 小结
(1)激光器的谐振腔，一般是直接利用垂直于 P－N 结 的两个端面（解理面）。
(2)激光器产生激光的前提条件除了粒子数发生反转，
半导体激光器的工作原理和 阈值条件
课程名称：激光原理与技术 主讲人：张玄和 单位：浙江工贸职业技术学院
半导体激光器的工作原理和阈值条件
1. 教学目标
①半导体激光器的工作原理。 ②半导体激光器的阈值条件。
2. 学习内容
1 e
E EF kTΒιβλιοθήκη fn (E ) 1
GaAs激光器的结构
台面形管芯激光器的管芯形状有长方形，台面形,电极条
端面的光的反射率为32%。为了提高输出功率和降低工作电 流，一般使其中一个反射面镀金反射膜。
半导体激光器工作的阈值条件
工作物质实现了粒子数反转后，光在谐振腔内传播时便有增 益，但能否有效地形成激光振荡，还与腔内损耗有关。只有在增
益恰等于损耗时才能满足振荡的阈值要求。
激光器产生激光的前提条件除了粒子数发生反转，还需要 满足阈值条件
台面形管芯激光器的管芯形状有长方形台面形电极条形等多种上图的管芯形状是长方形pn结的厚度仅几十微米一般是在n型gaas衬底上生长一薄层p型gaasgaas激光器的结构半导体激光器的基本结构和工作原理激光器的谐振腔一般是直接利用垂直于pn面解理面由于gaas的折射率n36所以对于垂直于端面的光的反射率为32
还需要满足阈值条件是： G a 1 lnr1 r2 内 2L
4. 作业思考题
①半导体激光器的阈值电流是什么单位？
②半导体激光器如何满足振荡的阈值要求？
形等多种，上图的管芯形状是长方形， P－N 结的厚度仅几
十微米，一般是在N型GaAs衬底上生长一薄层P型 GaAs 而 形成P－N 结。
半导体激光器的基本结构和工作原理
1 e
E EF kT
fn (E )
1
GaAs激光器的结构
激光器的谐振腔一般是直接利用垂直于P－N 结的两个端
面（解理面），由于GaAs的折射率n＝3.6，所以对于垂直于
1 G a内 lnr1 r2 2L
这说明半导体激光器的增益不仅要大于零，还必须达到 某一数值才能形成激光。
半导体激光器的阈值电流
在一定的时间间隔内，注入激光器的电子总数，与同样时间 内发生的电子与空穴复合数相等而达到平衡
J阈
1 8 2 2ed a内 ln r1r2 2 2 L c
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1 1 v 3 10 MHz a总 ln r1r2 40cm 2L 2 3.35 d 2m J阈 150A/cm
3. 小结
(1)激光器的谐振腔，一般是直接利用垂直于 P－N 结 的两个端面（解理面）。
(2)激光器产生激光的前提条件除了粒子数发生反转，
半导体激光器的工作原理和 阈值条件
课程名称：激光原理与技术 主讲人：张玄和 单位：浙江工贸职业技术学院
半导体激光器的工作原理和阈值条件
1. 教学目标
①半导体激光器的工作原理。 ②半导体激光器的阈值条件。
2. 学习内容
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GaAs激光器的结构
台面形管芯激光器的管芯形状有长方形，台面形,电极条
端面的光的反射率为32%。为了提高输出功率和降低工作电 流，一般使其中一个反射面镀金反射膜。
半导体激光器工作的阈值条件
工作物质实现了粒子数反转后，光在谐振腔内传播时便有增 益，但能否有效地形成激光振荡，还与腔内损耗有关。只有在增
益恰等于损耗时才能满足振荡的阈值要求。
激光器产生激光的前提条件除了粒子数发生反转，还需要 满足阈值条件
台面形管芯激光器的管芯形状有长方形台面形电极条形等多种上图的管芯形状是长方形pn结的厚度仅几十微米一般是在n型gaas衬底上生长一薄层p型gaasgaas激光器的结构半导体激光器的基本结构和工作原理激光器的谐振腔一般是直接利用垂直于pn面解理面由于gaas的折射率n36所以对于垂直于端面的光的反射率为32
还需要满足阈值条件是： G a 1 lnr1 r2 内 2L
4. 作业思考题
①半导体激光器的阈值电流是什么单位？
②半导体激光器如何满足振荡的阈值要求？
形等多种，上图的管芯形状是长方形， P－N 结的厚度仅几
十微米，一般是在N型GaAs衬底上生长一薄层P型 GaAs 而 形成P－N 结。
半导体激光器的基本结构和工作原理
1 e
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fn (E )
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GaAs激光器的结构
激光器的谐振腔一般是直接利用垂直于P－N 结的两个端
面（解理面），由于GaAs的折射率n＝3.6，所以对于垂直于
1 G a内 lnr1 r2 2L
这说明半导体激光器的增益不仅要大于零，还必须达到 某一数值才能形成激光。
半导体激光器的阈值电流
在一定的时间间隔内，注入激光器的电子总数，与同样时间 内发生的电子与空穴复合数相等而达到平衡
J阈
1 8 2 2ed a内 ln r1r2 2 2 L c