什么是雙異質(zhì)結(jié)(DH)激光器

什么是雙異質(zhì)結(jié)(DH)激光器

下圖為雙異質(zhì)結(jié)(DH)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，不同材料發(fā)射不同的光波長(zhǎng)。

圖中標(biāo)出所用材料和近似尺寸。結(jié)構(gòu)中間有一層厚0.1~0.3 μm的窄帶隙P型半導(dǎo)體，稱(chēng)為有源層；兩側(cè)分別為寬帶隙的P型和N型半導(dǎo)體，稱(chēng)為限制層。三層半導(dǎo)體置于基片(襯底)上，前后兩個(gè)晶體解理面作為反射鏡構(gòu)成法布里-珀羅(F-P)諧振腔

DH激光器工作原理：

由于限制層的帶隙比有源層寬，施加正向偏壓后， P層的空穴和N層的電子注入有源層。 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厚0.1~0.3 μm的有源層內(nèi)形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，這時(shí)只要很小的外加電流，就可以使電子和空穴濃度增大而提高效益。

另一方面，有源層的折射率比限制層高，產(chǎn)生的激光被限制在有源區(qū)內(nèi)，因而電/光轉(zhuǎn)換效率很高，輸出激光的閾值電流很低，很小的散熱體就可以在室溫連續(xù)工作。

圖 3.6 DH激光器工作原理

(a) 雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)； (b) 能帶； (c) 折射率分布； (d) 光功率分布