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LD/LED的P-I-V特性曲线测试半导体激光器的结构

时间:2017-03-09 15:40   生产厂家:东莞市正航仪器设备有限公司    品牌:sailham正航


LD/LEDP-I-V特性曲线测试半导体激光器的结构

半导体是由大量原子周期性有序排列构成的共价晶体,由于邻近原子的作用,电子所处的能态扩展成能级连续分布的能带,如下图(a)所示,能量低的能带称为价带,能量高的能带称为导带,导带底的能量Eu和价带顶的能量El之间的能量差称为禁带宽度或带隙,不同的半导体材料有不同的带隙。本征半导体中导带和价带被电子和空穴占据的几率是相同的,N型半导体导带被电子占据的几率大,P型半导体价带被空穴占据的几率大。如下图(b)、(c)所示。

半导体激光器的电子和空穴分布 

2  半导体激光器的电子和空穴分布

 

半导体激光器的结构多种多样,基本结构是下图所示的双异质结平面条形结构。这种结构由三层不同类型半导体材料构成,中间层通常为厚度为0.10.3μm的窄带隙P型半导体,称为有源层,作为工作介质,两侧分别为具有较宽带隙的N型和P型半导体,称为限制层。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结。有源层与右侧的N层之间形成的是P--N异质结,而与左侧的P层之间形成的是P--P异质结,故这种结构又称N-P-P双异质结构,简称DH结构。

半导体激光器的基本结构 

3  半导体激光器的基本结构

 

施加正向偏压后,就能使侧的N层向有源层注入电子,侧的P层向有源层注入空穴,但由于左侧的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。这样,注入到有源层的电子和空穴被限制在0.10.3μm的有源层内,形成了粒子数的反转分布。

前后两个晶体解理面作为反射镜构成谐振腔。

半导体激光器施加正向偏压,即注入电流是维持有源层介质的原子永远保持粒子数的反转分布,自发辐射产生的光子作为激发光子诱发受激辐射,受激辐射产生的更多新光子作为新的激发光子诱发更强的受激辐射。