3.光在光发射机和光接收机中的工作基于光的辐射与吸收 光发射机和光接收机中的光源和光检测器是基于半导体材料对光的辐射与吸 收机理工作的。半导体材料的导电特性介于金属和绝缘体之间,其导电特性 可以借助于图1.1.4所示的能带图来解释,纵轴表示能量,横轴长度没有意义。 导带能带 价带能带 如果导带EC上的电子跃迁到价带E∨上,就会将其间的能量差(也称能带差) 以光的形式放出,光子的频率与能带差的关系为 (1.1.2a) 或者 e=h (1.1.2b) hc 式中为普朗克常数(h=662510-34s),为光速,的单位是电子伏特 (),的单位为微米()。我们可以通过控制半导体材料的成份来改变能带 差,从而改变其发光波长。半导体发光二极管LED的工作正是基于电子从高 能带跃迁到低能带将电能转变为光能的机理。把电流注入到半导体中的PN结 上,则原子中占据低能带的电子被激励到高能带后,再跃迁到低能带上,它 们将自发辐射出光子,如图1.1.5(a)所示。3. 光在光发射机和光接收机中的工作基于光的辐射与吸收 光发射机和光接收机中的光源和光检测器是基于半导体材料对光的辐射与吸 收机理工作的。半导体材料的导电特性介于金属和绝缘体之间，其导电特性 可以借助于图1.1.4所示的能带图来解释，纵轴表示能量，横轴长度没有意义。 如果导带EC上的电子跃迁到价带EV上，就会将其间的能量差（也称能带差） 以光的形式放出，光子的频率与能带差的关系为 （1.1.2a） 或者 （1.1.2b） 式中为普朗克常数（h＝6.625×10－34J·s）,为光速，的单位是电子伏特 （），的单位为微米（）。我们可以通过控制半导体材料的成份来改变能带 差，从而改变其发光波长。半导体发光二极管LED的工作正是基于电子从高 能带跃迁到低能带将电能转变为光能的机理。把电流注入到半导体中的PN结 上，则原子中占据低能带的电子被激励到高能带后，再跃迁到低能带上，它 们将自发辐射出光子，如图1.1.5（a）所示。 E hv g = Eg hc  = 导带能带 价带能带 禁带 光子 电子 EC EV 能 量 hν