半导体激光器的原理及其应用_第1页
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§12.4半导体激光器姓名：xxx学号：xxxxx本章主要内容1.激光器2.半导体3.半导体激光器§1.激光器什么是激光器？使入射光得到放大，是核心供给工作物质能量光抽运激光束工作介质泵浦源只让与反射镜轴向平行的光束能在激活介质中来回地反射，连锁式地放大。最后形成稳定的激光输出。

※1.1激光器工作原理高能态电子束＞低能态电子束同频同相光→谐振腔内多次往返放大高能态→低能态→同频率同相位的光发射激光※1.2激光的振荡阀值

激光工作物质位于谐振腔内，当工作物质的某对能级之间发生粒子数反转分布时，频率处在这对能级自发辐射谱线宽度内的微弱光信号，将获得增益而放大；由于谐振腔内存在各种损耗，光信号在其中传输时，又会不断衰减。

能否产生振荡,取决于增益与损耗的大小。对光学谐振腔,要获得光自激振荡,须令光在腔内来回一次所获增益,至少可补偿传播中的损耗。

激光振荡阈值是腔内辐射由自发辐射(荧光)向受激辐射(激光)转变的转折点。※1.3激光器的增益和损耗(一)激光器的增益增益系数的定义：光强随距离的变化：G代表光波在介质中经过单位长度路程光强的相对增长率，也代表介质对光波放大能力的大小。增益：在注入电流的作用下，激活区受激辐射不断增强。(一)激光器的增益推导可得：其中——反转粒子数密度——受激辐射截面积可见，激光介质增益系数正比于反转粒子数密度，其比例系数为受激辐射截面积。正常分布状态:

热平衡态下,粒子数按能级的分布为玻尔兹曼分布(二)激光器的损耗1、内部损耗

增益介质内部由于成分不均匀、粒子数密度不均匀或有缺陷而使光产生折射、散射等使部分光波偏离原来的传播方向，造成光能量的损耗。——内部损耗系数（单位长度的损耗）2、镜面损耗当强度为I的光波射到镜面上，其中r1I(或r2I)反射回腔内继续放大，其它的部分均为损耗，包括t1I(或t2I)、镜面的散射、吸收以及由于光的衍射使光束扩散到反射镜范围以外造成的损耗，用a1I(或a2I)表示。

r1、r2——反射镜M1M2的反射率，

t1t2——M1M2的透射率※1.4激光器的阀值条件阈值是所有激光器的属性，它标志着激光器的增益与损耗的平衡点，即阈值以后激光器才开始净增益。★获得激光所要求的双程放大倍数为：即则形成激光所要求的增益系数的条件为：令§2.半导体半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体(P型半导体和N型半导体)。将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常

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