半導(dǎo)體光學(xué)教材

10-A空腔與模式駐波駐波（standingwave）頻率相同、傳輸方向相反的兩種電波，沿傳輸線形成的一種分布狀態(tài)。在兩者電壓（或電流）相加的點(diǎn)出現(xiàn)波腹，在兩者電壓（或電流）相減的點(diǎn)形成波節(jié)。在波形上，波節(jié)和波腹的位置始終是不變的。法布里-珀羅空腔由一對(duì)加工成完全平整，相互平行且對(duì)立的平面組成的矩形平行六面體，輻射沿著垂直于這對(duì)平面的方向在空腔內(nèi)傳播，形成駐波。法布里-珀羅空腔內(nèi)振蕩的形成設(shè)共振腔長(zhǎng)度為l，半導(dǎo)體折射率為n，

/n是輻射在半導(dǎo)體中的波長(zhǎng)，那么受激輻射在共振腔內(nèi)振蕩的結(jié)果，只允許半波長(zhǎng)整數(shù)倍正好等于共振腔長(zhǎng)度的駐波存在，其條件是不符合這條件的波逐漸損耗，而滿足上式的一系列特定波長(zhǎng)的受激輻射在共振腔內(nèi)形成振蕩。增益和閾值電流密度在注入電流的作用下，激活區(qū)內(nèi)受激輻射不斷增強(qiáng)，稱為增益。當(dāng)電流較小時(shí)，增益很小，電流增大，增益也逐漸增大，當(dāng)電流增大到增益等于全部損耗時(shí)，才開(kāi)始有激光發(fā)射。輻射在共振腔內(nèi)來(lái)回反射時(shí)，有能量損耗，主要包括載流子吸收，缺陷散射及端面透射損耗等。增益等于損耗時(shí)的注入電流密度稱為閾值電流密度，這里的增益稱為閾值增益。激光發(fā)射的條件

形成分布反轉(zhuǎn)，使受激輻射占優(yōu)勢(shì)具有共振腔，以實(shí)現(xiàn)光量子放大至少達(dá)到閾值電流密度，使增益至少等于損耗半導(dǎo)體激光器的模式半導(dǎo)體激光器的模式指激光器光學(xué)諧振腔中穩(wěn)定的光場(chǎng)分布方式。光場(chǎng)在光腔的三個(gè)方向上必須滿足諧振條件，即形成駐波分布。橫模由腔的大小和腔內(nèi)外折射率的差別決定。縱模的選擇比較困難，除了與腔的大小有關(guān)外中，還依賴于增益分布和腔面反射對(duì)模式的選擇。10-B激活區(qū)的波導(dǎo)性質(zhì)在特定的區(qū)域中，導(dǎo)帶的電子濃度和價(jià)帶的空穴濃度都很高，這一分布反轉(zhuǎn)區(qū)很薄，卻是激光器的核心部分，稱為激活區(qū)。PN結(jié)型半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖波導(dǎo)波導(dǎo)（WAVEGUIDE），用來(lái)定向引導(dǎo)電磁波的結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)主要有平行雙導(dǎo)線、同軸線、平行平板波導(dǎo)、矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、平板介質(zhì)光波導(dǎo)和光纖?？死溗?克朗寧關(guān)系此處，E=hv是光子能量。在激射光子能量hvL，三個(gè)區(qū)域的折射系數(shù)不同，n2>n1和n3。折射率激活區(qū)的折射系數(shù)比鄰近區(qū)要高，在該區(qū)發(fā)生受激輻射式復(fù)合。激活區(qū)有折射系數(shù)n2，且n2>n1及n2>n3在這三個(gè)區(qū)域中，激光的傳播速度也是不同的，c/n2<c/n1或c/n3。也就是說(shuō)，波前的移動(dòng)在中心激活區(qū)要比在邊緣區(qū)更慢些。所