LD/LED的P-I-V特性曲線(xiàn)測(cè)試半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)

圖2  半導(dǎo)體激光器的電子和空穴分布

半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)多種多樣，基本結(jié)構(gòu)是下圖所示的雙異質(zhì)結(jié)平面條形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由三層不同類(lèi)型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，中間層通常為厚度為0.1～0.3μm的窄帶隙P型半導(dǎo)體，稱(chēng)為有源層，作為工作介質(zhì)，兩側(cè)分別為具有較寬帶隙的N型和P型半導(dǎo)體，稱(chēng)為限制層。具有不同帶隙寬度的兩種半導(dǎo)體單晶之間的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為異質(zhì)結(jié)。有源層與右側(cè)的N層之間形成的是P--N異質(zhì)結(jié)，而與左側(cè)的P層之間形成的是P--P異質(zhì)結(jié)，故這種結(jié)構(gòu)又稱(chēng)N-P-P雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)DH結(jié)構(gòu)。

圖3  半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)

施加正向偏壓后，就能使右側(cè)的N層向有源層注入電子，左側(cè)的P層向有源層注入空穴，但由于左側(cè)的P層帶隙寬，導(dǎo)帶的能態(tài)比有源層高，對(duì)注入電子形成了勢(shì)壘，注入到有源層的電子不可能擴(kuò)散到P層，同理，注入到有源層的空穴也不可能擴(kuò)散到N層。這樣，注入到有源層的電子和空穴被限制在0.1～0.3μm的有源層內(nèi)，形成了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布。

前后兩個(gè)晶體解理面作為反射鏡構(gòu)成諧振腔。

給半導(dǎo)體激光器施加正向偏壓，即注入電流是維持有源層介質(zhì)的原子永遠(yuǎn)保持粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布，自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子作為激發(fā)光子誘發(fā)受激輻射，受激輻射產(chǎn)生的更多新光子作為新的激發(fā)光子誘發(fā)更強(qiáng)的受激輻射。