半导体激光器产生激光输出的基本条件是哪些

Question

如题所述

Answer 1

半导体激光器产生激光输出的基本条件包括以下几个要点：
1. 粒子数反转：当从P型和n型两侧向有源区注入的载流子密度达到一定高度时，导带中的电子数将超过价带中的电子数，形成粒子数反转分布，这是实现激光发射的首要条件。
2. 谐振腔的存在：在半导体激光器中，谐振腔由两个镜面组成，通常采用法布里-珀罗腔的设计。这两个镜面用于反射光线，从而在谐振腔内形成光子的振荡和放大。
3. 高增益介质：为了补偿光在谐振腔中的损耗，如从反射镜面向外发射的损耗和介质本身的光吸收，必须使用高增益介质。在半导体激光器中，这种高增益是由注入的载流子产生的受激辐射所提供的。
为了实现激光的输出，半导体激光器还需要满足一定的阈值条件，确保光子的增益至少与损耗相等，从而实现激光的稳定发射。
半导体激光器的工作原理基于电子在能带间的跃迁，这种跃迁伴随着发光现象。利用半导体晶体的解理面制造出两个平行的反射镜面，形成谐振腔，使光线得以在其中振荡和反馈，最终导致激光的辐射和放大，并从激光器中输出激光。