半導(dǎo)體激光器光電特性的研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器是目前應(yīng)用最廣泛的器件之一，其電學(xué)和光學(xué)特性一直倍受關(guān)注。然而，一直以來都缺乏表征激光器電學(xué)特性的精確方法。 本文采用自建的正向交流小信號結(jié)合直流Ⅰ-Ⅴ特性的新方法對半導(dǎo)體激光器的電學(xué)特性進(jìn)行了精確表征。首次發(fā)現(xiàn)多量子阱激光器的電特性在激射閾值處都會發(fā)生突變，特別是結(jié)電壓，并不像原先想象的在閾值處立即達(dá)到飽和，而是發(fā)生可觀的跳躍后達(dá)到飽和。這種不連續(xù)是傳統(tǒng)激光器理論難以解釋的，應(yīng)屬激光物理學(xué)的重要進(jìn)展，它實(shí)際表現(xiàn)為遠(yuǎn)

2、離平衡態(tài)相變對應(yīng)的對稱破缺。與此同時，串聯(lián)電阻和理想化因子在閾值處也分別表現(xiàn)出明顯的下沉和上跳，串聯(lián)電阻和理想化因子也并非傳統(tǒng)理論所認(rèn)為的常數(shù)，而是隨電流變化，小電流下這種非線性變化關(guān)系尤為明顯。為了對比不同類型半導(dǎo)體器件的電學(xué)特性，作者對文獻(xiàn)報道的AlxGa1-xAs-GaAs條形雙異質(zhì)結(jié)激光二極管和不同來源的發(fā)光二極管的電學(xué)特性做了深入研究，研究結(jié)果表明：1）雙異質(zhì)結(jié)激光器的各電學(xué)參量在閾值處也都表現(xiàn)出明顯的不連續(xù)，其結(jié)果完全類似于

3、測量的量子阱激光器；2）發(fā)光二極管的各電學(xué)參量并沒有表現(xiàn)出突變，這說明激射發(fā)光是導(dǎo)致激光器電學(xué)特性在閾值處表現(xiàn)出不連續(xù)的原因，同時還觀察到了發(fā)光二極管結(jié)電壓的完全飽和、理想化因子和串聯(lián)電阻的菲線性。通過以上研究，作者還給出了最簡便和精確地確定半導(dǎo)體激光器閾值的新方法和發(fā)展了發(fā)光二極管的電學(xué)特性評價方法。 目前，我們對激光器閾值附近物理特性的不連續(xù)在理論上作了深入地研究。首先，在對其合理性和自恰性分析后，作者認(rèn)為激光器閾值附近物理