لیزرهای نیمه هادی

شکل 1: منشا بدنی فیزیکی در یک نیمه هادی.

لیزرهای نیمه رسانا لیزرهای حالت جامد هستند که بر اساس رسانه های افزایش نیمه هادی ساخته می شوند ، جایی که بهره نوری معمولاً با انتشار تحریک شده در یک انتقال بین باند تحت شرایط تراکم حامل بالا در باند هدایت به دست می آید.

منشأ فیزیکی بهره در نیمه هادی (برای حالت معمول انتقال بین باند) در شکل 1 نشان داده شده است. بدون پمپاژ ، بیشتر الکترونها در باند ظرفیت هستند. یک پرتو پمپ با انرژی فوتون کمی بالاتر از انرژی شکاف باند می تواند الکترون ها را به حالت بالاتر در باند هدایت تحریک کند ، از آنجا که آنها به سرعت به حالت های نزدیک به پایین باند هدایت فروپاشی می شوند. همزمان سوراخ های ایجاد شده در نوار ظرفیت به بالای نوار ظرفیت منتقل می شوند. سپس الکترونهای موجود در باند هدایت می توانند با این سوراخها ترکیب شده و فوتونهایی با انرژی نزدیک به انرژی باند گپ منتشر کنند. این فرآیند همچنین می تواند توسط فوتون های ورودی با انرژی مناسب تحریک شود. یک توصیف کمی می تواند براساس توزیع فرمی-دیراک برای الکترونها در هر دو باند باشد.

بیشتر لیزرهای نیمه هادی دیودهای لیزری هستند که با یک جریان الکتریکی در منطقه ای که یک ماده نیمه رسانای n-doped و d-doped در آن قرار دارد پمپ می شود. با این حال ، لیزرهای نیمه هادی پمپ شده نوری نیز وجود دارد ، جایی که حامل ها توسط نور پمپ جذب شده تولید می شوند و لیزرهای آبشار کوانتومی ، که از انتقال درون باند استفاده می شود.

سود در یک نیمه هادی

شکل 1: منشا بدنی فیزیکی در یک نیمه هادی.

مواد متداول برای لیزرهای نیمه هادی (و سایر وسایل الکترونیکی) است

GaAs (گالیم آرسنید)

AlGaAs (آلومینیوم گالیم آرسنید)

GaP (فسفید گالیوم)

InGaP (فسفید گالیوم ایندیم)

GaN (نیترید گالیم)

InGaAs (آرسنید گالیوم ایندیم)

GaInNA ها (نیترید آرسنید گالیم ایندیوم)

InP (فسفید ایندیوم)

GaInP (فسفید ایندیم گالیوم)