温欧洲杯-米乐M6官方网站度对小功率半导体激光器发光效率的影响

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　　1、1.1课题背景21世纪被称为光电子时代。光电子技术是国际上竞争十分激烈的高技术产业之 一，其产业值可望占到发达国家国民经济总产值的20%,这一领域研究的开发己成为 当前最活跃的技术前沿之一。其中半导体激光器是光电子产业中最重要的组成部 分，世界市场年销量约达一亿支，1994年销售额即达4亿多美元，是继大规模集成 电路之后，信息高技术领域中最有发展前途的产品之一。半导体激光器由于具有体积小、效率高、寿命长、耗能低等优点，在光纤通讯、光盘读写、 光缆电视、高效泵浦、激光医疗、材料加工等各领域都发挥着很重要的作用。半导 体发光管（LD）则是半导体光电子显示的核心器件，具有可靠性高、功耗低、抗冲 击、

　　2、寿命长、使用环境温度广等优点，广泛应用于电器、仪器、仪表、通讯、交 通、金融、贸易、国防等领域。半导体激光器的出现，不但为光通讯发展奠定了基 础，而且为整个激光技术的发展注入了活力，并在我们日常生产、生活中变成最广泛、最重要的激光器件。近十几年来，半导体激光器的发展更加迅速，已成为世界上发展最快的一门激 光技术。但在实际使用中，半导体激光器受到微小的电流和温度变化的影响时，将 导致半导体激光器输出功率的波动。光源的稳定性影响仪器的精度，也影响着测量 的精度。目前，提高激光器性能的途径主要有两个：一是应用新的半导体技术来提 高激光器器件本身的性能指标；二是提高激光器驱动电源的特性。同时，半导体激

　　3、 光器也是一个对温度相当敏感的元件，所以研究温度对半导体发光器发光效率的影 响是为了更好的使半导体发光器为我们的日常生活服务。1.2国内外对半导体激光器研究及发展早期研究在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室 的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化彳家材料的光发射现象， 这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计 划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一 样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础，且外观亦与

　　4、前者类似，因此，半 导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。第二阶段半导体激光器发展的第二阶段是异质结构半导体激光器，它是由两种不同带 隙的半导体材料薄层，如GaAs, GaAIAs所组成，最先出现的是单异质结构激光器 (1969年).单异质结注人型激光器(SHLD)是利用异质结提供的势垒把注入电子限制在 GaAsP - N结的PK之内，以此来降低阀值电流密度，其数值比同质结激光器降低 了一个数量级，但单异质结激光器仍不能在室温下连续工作随着异质结激光器的研究发展，人们想到如果将超薄膜(2ev的晶体材料呈现绝缘体性质；Eg 0的晶体呈现金属性 质；Eg在。到2eV之间的晶体材料具有半导体性

　　5、质。Eg己是决定 半导体光电子器件 重要性质的参数。3有源器件的物理基础是光和物质相互作用的效应。在物质的原子中，存在许多 能级，最低能级Ei称为基态，能量比基态大的能级E,i=2, 3, 4称为激发态欧洲杯-米乐M6官方网站。电子 在低能级Ei的基态和高能级E2的激发态之间的跃迁有三种基本方式：受激吸收自发 辐射和受激辐射。坯-叫4坯-叫40)受激吸收；蚀和电月底迁I发轴弘爱激辐射图2-4跃迁的三种激励方式(1)受激吸收在正常状态下，电子处于低能级E,在入射光作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高 能级鸟上，这种跃迁称为受激吸收。电子跃迁后，在低能级留下相同数目的空穴， 见图 2-4(a)。自发辐射 在高能级e2的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，也会自动地跃迁到低能级耳 上与空穴复合，释放的能量转换为光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射，见图2- 4(b)。