量子阱激光器
出处:tuwen 发布于:2008-12-03 10:23:45
量子尺寸效应实际的应用是量子阱(MQW)及用量子阱所得到的各种半导体器件,量子阱是窄带隙超薄层被夹在两个宽带隙势垒薄层之间。由一个势阱构成的量子阱结构为单量子阱,简称为SQW(Single Quantum Well);由多个势阱构成的量子阱结构为多量子阱,简称为MQW(Multiple Quantum Well),如图所示。
图 量子阱激光器能带结构示意图
同常规的激光器相比,量子阱激光器具有以下特点:
(1)在量子阱中,态密度呈阶梯状分布,量子阱中首先是E1c和E1v之间电子和空穴参与的复合,所产生的光子能量hv=E1c-E1v>Eg,即光子能量大于材料的禁带宽度。相应地,其发射波长凡小于几所对应的波长九,即出现了波长蓝移。
(2)在量子阱激光器中,辐射复合主要发生在E1c和E1v之间。这是两个能级之间的电子和空穴参与的复合,不同于导带底附近的电子和价带顶附近的空穴参与的辐射复合,因而量子阱激光器光谱的线宽明显地变窄了。
(3)在量子阱激光器中,由于势阱宽度Lx通常小于电子和空穴的扩散长度Le和Ln,电子和空穴还未来得及扩散就被势垒限制在势阱之中,产生很高的注入效率,易于实现粒子数反转,其增益大大提高,甚至可高达两个数量级。
(4)量子阱使激光器的温度稳定条件大为改善,AlGaInAs量子阱激光器的特征温度马可达150K,甚至更高。因而,这在光纤通信等应用中至关重要。
量子阱结构对载流子还只是一维限制,量子线和量子点具有更的量子化特点。事实上,量子线激光器和量子点激光器均已问世,对它们的研究必将为半导体光电学带来许多更新、更好的特性,也为光电子集成开拓更美好的前景。
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