第五章光源与光发送机 1半号体光源的物理基础 5,2半体光源的工作原理 53光源的⑦作特性 5.4光发送机 5.5巫动电熔和轴电路 人民邮电丝点击此处结束放映
第五章 光源与光发送机 5.1 半导体光源的物理基础 5.2 半导体光源的工作原理 5.3 光源的工作特性 5.4 光 发 送 机 5.5 驱动电路和辅助电路
51半导体光源的物理基础 A511孤立原子的能级和半导体 的能带 1.孤立原子的能级 原子是由原子核和围绕原子核旋转的 电子构成。围绕原子核旋转的电子能量不 能任意取值,只能取特定的离散值,这种 现象称为电子能量的量子化。 人民邮电丝点击此处结束放映
5.1 半导体光源的物理基础 5.1.1 孤立原子的能级和半导体 的能带 1. 原子是由原子核和围绕原子核旋转的 电子构成。围绕原子核旋转的电子能量不 能任意取值,只能取特定的离散值,这种 现象称为电子能量的量子化
毛2.半导体的能带 在大量原子相互靠近形成半导体晶体 时,由于半导体晶体内部电子的共有化运 动,使孤立原子中离散能级变成能带。 在图52中,半导体内部自由运动的电 子(简称自由电子)所填充的能带称为导带; 价电子所填充的能带称为价带;导带和价 带之间不允许电子填充,所以称为禁带, 其宽度称为禁带宽度,用E表示,单位为 电子伏特(eV) 人民邮电丝点击此处结束放映
2. 在大量原子相互靠近形成半导体晶体 时,由于半导体晶体内部电子的共有化运 动,使孤立原子中离散能级变成能带。 在图5.2中,半导体内部自由运动的电 子(简称自由电子)所填充的能带称为导带; 价电子所填充的能带称为价带;导带和价 带之间不允许电子填充,所以称为禁带, 其宽度称为禁带宽度,用Eg表示,单位为 电子伏特(eV)
51.2光与物质的相互作用 1.自发辐身 处于高能级的电子状态是不稳定的, 它将自发地从高能级(在半导体晶体中更多 是指导带的一个能级)运动称为跃迁)到低 能级(在半导体晶体中更多是指价带的一个 能级)与空穴复合,同时释放出一个光子。 由于不需要外部激励,所以该过程称为自 发辐射 人民邮电提趣 点击此处结束放映
5.1.2 1. 处于高能级的电子状态是不稳定的, 它将自发地从高能级(在半导体晶体中更多 是指导带的一个能级)运动(称为跃迁)到低 能级(在半导体晶体中更多是指价带的一个 能级)与空穴复合,同时释放出一个光子。 由于不需要外部激励,所以该过程称为自 发辐射
根据能量守恒定律,自发辐射光子的 能量为: hvi2Ey-EL 式中:h为普朗克常数,其值为 6626×1034J;v12为光子的频率;E2为高 能级能量;E1为低能级能量。 人民邮电丝点击此处结束放映
根据能量守恒定律,自发辐射光子的 hν12=E2 -E1 式中: h 为 普 朗 克 常 数 , 其值为 6.626×10-34J·s;ν12为光子的频率;E2为高 能级能量;E1为低能级能量
72.受激身 在外来光子的激励下,电子从高能级 跃迁到低能级与空穴复合,同时释放出 个与外来光子同频、同相的光子。由于需 要外部激励,所以该过程称为受激辐射。 手=3.受激级收 在外来光子激励下,电子吸收外来光 子能量而从低能级跃迁到高能级,变成自 由电子。 人民邮电提趣 点击此处结束放映
2. 在外来光子的激励下,电子从高能级 跃迁到低能级与空穴复合,同时释放出一 个与外来光子同频、同相的光子。由于需 要外部激励,所以该过程称为受激辐射。 3. 在外来光子激励下,电子吸收外来光 子能量而从低能级跃迁到高能级,变成自 由电子
513粒子数反转分布状态 到1.粒子数正常分布状态 在热平衡状态下,高能级上的电子数 要少于低能级上电子数。 人民邮电提趣 点击此处结束放映
5.1.3 1. 在热平衡状态下,高能级上的电子数 要少于低能级上电子数