Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Lasery i diody półprzewodnikowe (optoelektronika).

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Lasery i diody półprzewodnikowe (optoelektronika)."— Zapis prezentacji:

1 Lasery i diody półprzewodnikowe (optoelektronika)

2 las = nm Lasery i diody półprzewodnikowe (optoelektronika)

3 systemy oświetleniowe inne przykłady

4 W metalu liczne pasma energii pokrywają się dając jedno pasmo, które jest tylko częściowo zajęte przez elektrony. Istnieją stany o energiach sięgających poziomu próżni wolne od elektronów.

5 Elektronowa struktura pasmowa kryształów (pasma i przerwy energetyczne, izolator, metal, półmetal, półprzewodnik samoistny i domieszkowany) pasma (dozwolone) całkowicie zajęte lub całkowicie puste jedno z pasm (dozwolonych) wypełnione częściowo (~10%- 90% wypełnienia) 1 lub 2 pasma nieznacznie wypełnione lub niezn. nieobsadzone

6 dla elektronów elektrony dziury Aby poznać koncentracje nośników n(E) i p(E) w funkcji ich energii trzeba znać: gęstość stanów D(E) oraz prawdopodobieństwo, że każdy ze stanów jest zajęty f(E) D(E) f(E) f(E) - funkcja Fermiego

7 Zjawiska optyczne w półprzewodnikach 1 - przejścia międzypasmowe kreacja pary elektron-dziura 2 -przejścia między poziomami domieszkowymi np akceptorowy Hg w Ge (mat typu p), E A : A =14 m 3 - przejścia wewnątrzpasmowe swobodnych nośników np w paśmie przewodzenia 4 - fononowe fotony o niskich energiach, czyli bardzo duże, mogą tracić energię przez bezpośrednie oddziaływanie z drganiami sieci 5 - przejścia ekscytonowe absorpcja fotonu może doprowadzić do formacji e + i e - będących związanych siłami oddziaływania kulombowskiego

8 W wolnej przestrzeni, mamy dla elektronu gdzie: p - pęd k - wartość wektora falowego E-k w wolnej przestrzeni to parabola Ruch elektronów i dziur w paśmie przewodzenia i podstawowym ma różną dynamikę opisywaną r. Schrodingera w periodycznej sieci materiału. E jest okresową funkcją składowych (k 1,k 2,k 3 ) wektora falowego K, o okresowości ( /a 1, /a 2, /a 3 ), gdzie a i są stałymi sieci krystalicznej. Kryształy są najczęściej anizotropowe, czyli E elektronu w paśmie przewodnictwa zależy nie tylko od wartości momentu pędu ale również od kierunku ruchu. Zjawiska optyczne w półprzewodnikach

9 Przerwa energetyczna prostaskośna [111][100] [111] Zjawiska optyczne w półprzewodnikach

10 W materiale ze skośną przerwą energetyczną mamy oddziaływania trzyciałowe: elektron-foton-fonon Zjawiska optyczne w półprzewodnikach

11 (a) Absorpcja fotonu w półprzewodniku z prostą przerwą zabronioną (b) Absorpcja fotonu w półprzewodniku ze skośną przerwą zabronioną (VB, valence band; CB, conduction band)

12 absorpcja, emisja spontaniczna i emisja wymuszona

13

14 absorpcja optyczna E=h EgEg

15 E g [eV]

16 Związki mieszane

17

18

19 Jak uzyskać inwersję obsadzeń? oświetlając półprzewodnik w złączu p-n gęstość stanów

20 Jak uzyskać inwersję obsadzeń?

21 Rekombinacja promienista elektronów i dziur w złączu pn spolaryzowanym w kierunku przewodzenia

22 Inwersja obsadzeń w złączu pn spolaryzowanym w kierunku przewodzenia

23 Wzmocnienie r =czas rekombinacji e-h

24 DEL - emisja powierzchniowa i krawędziowa (a) emisja powierzchniowa(b) emisja krawędziowa © 1999 S.O. Kasap,Optoelectronics(Prentice Hall) heterostruktura światło

25 DEL - emisja powierzchniowa

26 Emisja światła (część światła przechodzi do podłoża) warstwa tlenku p-GaAs 0.6 P 0.4 n-GaAs 0.6 P 0.4 n-GaAs podłoże Kontakty metalowe 50 m 5 m 200 m DEL - emisja powierzchniowa

27 inwersja w wyniku wstrzykiwania nośników progowa gęstość prądu zwierciadła Laser półprzewodnikowy

28 Mono- czy hetero-złącze? Ograniczenie rozpływu elektronów fotonów

29 n-GaAs p-GaAlAs p-GaAs Pole optyczne wzmocnienie straty n-GaAs P- GaAlAs p-GaAs Pole optyczne wzmocnienie N-GaAlAs straty współczynnik załamania Bi-heterozłącze Mono- czy hetero-złącze?

30 Laser bi-heterosłączowy

31 Mono- czy hetero-złącze?

32

33 Schemat struktury paskowego lasera heterozłaczowego

34

35 Struktura modowa i zależności temperaturowe

36 (a) Distributed Bragg reflection (DBR) laser principle. (b) Partially reflected waves at the corrugations can only constitute a reflected wave when the wavelength satisfies the Bragg condition. Reflected waves A and B interfere constructive when Rozłożone sprzężenie zwrotne, reflektor Bragga

37


Pobierz ppt "Lasery i diody półprzewodnikowe (optoelektronika)."

Podobne prezentacje


Reklamy Google