半导体激光器讲解.ppt

00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §4.半导体激光二极管LD(续） ?光耦合透镜系统： 第三十页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §4.半导体激光二极管LD(续） ?激光器封装的目的： ⑴隔绝环境，避免损害，保证清洁； ⑵为器件提供合适的外引线； ⑶提高机械强度，抵抗恶劣环境； ⑷提高光学性能； ?封装器件的主要要求： ⑴气密性好，保证管芯与外界隔绝； ⑵结构牢固可靠，部件位置稳定，经受住各种环境； ⑶热性能好，化学性能稳定，抗温度循环冲击； ⑷可焊性好，工艺性好，有拉力强度； ⑸符合标准，系列化，成本低，适合批量生产。 第三十一页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §4.半导体激光二极管LD(续） ?同轴激光器的封装： 第三十二页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §4.半导体激光二极管LD(续） ?插拔式同轴封装： 第三十三页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §4.半导体激光二极管LD(续） ?尾纤式同轴封装： 第三十四页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §4.半导体激光二极管LD(续） ?14针双列直插式封装： 第三十五页，共五十页，2022年，8月28日 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 光纤通信基础 武汉大学 电子信息学院 关于半导体激光器讲解 第一页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §1.光纤通信中的光源 ?将电信号转换为光信号； ?有两种：半导体激光二极管（LD）； 半导体发光二极管（LED）； ?要求：发射波长与光纤低损耗和低色散波长一致； 在室稳下连续工作，低功耗，谱线窄； 体积小，重量轻，使用寿命长； 制造工艺简单，成本低，可靠性高； 第二页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §2.半导体中光的发射和激射原理 ?原子的能级结构： 电子的量子化：能量是离散值； 原子的能级：分立的能量值； 基态（稳态）：原子能量最低； 激发态：原子能量比基态高； ?半导体价带、导带、带隙： 能级：分立的能量级； 能带：单晶中各个原子的最外层轨道相互重叠； 价带：与原子最外层轨道的价电子对应的能带； 导带：价带上面的能带； 带隙：导带底Ec与价带顶Ev之差Eg；（禁带宽度） 第三页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §2.半导体中光的发射和激射原理(续） ?导体的Eg?半导体Eg?导体Eg=0； ?价带中电子激发至导带，留下空穴；临近电子填补这个空穴，又留下另一个空穴；空穴产生位移；(统称载流子） ?导带中电子跃迁至价带，填补空穴，既复合； ?电子（-）、空穴（+）称为载流子； ?激发时电子吸收能量，跃迁时电子辐射能量； Eg=h? 第四页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §2.半导体中光的发射和激射原理(续） ?本征半导体（I型）：杂质、缺陷极少的纯净、完整的半导体。 ?电子半导体（N型）：通过掺杂使电子数目大大地多于空穴数目的半导体。（GaAs-Te） ?空穴半导体（P型）：通过掺杂使空穴数目大大地多于电子数目的半导体。（GaAs-Zn） ?在纯净的Ⅲ-Ⅴ族化合物中掺杂Ⅵ族元素（N型），或掺杂Ⅱ族元素（P型） 第五页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §2.半导体中光的发射和激射原理(续） ?p-n结：P型半导体和N型半导体结合的界面。 第六页，共五十页，2022年，8月28日 00-10-10 武汉大学 电子信息学院 武汉大学 电子信息学院 * §2.半导体中光的发射和激射原理(续） ?扩散运动→空间电荷势垒→自建电场VD→平衡状态。 ?费米能级Ef：描述电子能量状态分布的假象能级， Ef以下的能级，电子占据的可能性大于1/2，空穴占据的可能性小于1/2； Ef以上的能级，空穴占据的可能