值电流大于300004/cm2;单异质结约为8000cm2:双异质结约为1600Acm2。现在 已用双异质结制成在室温下能连续输出几十毫瓦的半导体激光器 d)温度愈高,阈值越高。l00K以上,阈值随T的三次方增加。因此,半导体激光器最好 在低温和室温下工作 e)阈值电流(lt)的测量方法。 d 350 d2P/dI2 是250 150 a15 工作电流(mA) 图4半导体激光器的工作特性曲线 图4中给出了典型的半导体激光器的典型特性示意图,其中的曲线是输出光功率和工作电 流的关系(实线),虚线是对功率和电流的关系一次求导的结果,划线是对功率和电流的曲线的 二次求导的结果。一般对阈值的描述常用的有下述几种过程:a,在PI曲线的快速上升断上取 其中的线性部分延长线与横坐标的交点;b,把荧光部分和激光部分分别近似看成两条直线,那 么两条直线的交点就是阈值;c,在dPdI的曲线上,取上升延的中点(10%和90%两点的中点) d,dP/dI2的顶点作为阈值点。 (2)效率 a)外量子效率: 激光器每秒钟发射的光子数 P/hv a激光器每秒钟注入的电子一空穴对数/e 其中Pε为激光器输出光功率,h为普朗克常数,eo为电荷常数,I为工作电流。一般 77K时,GaAs激光器外量子效率达70%-80%:300K时,降到30%左右 b)功率效率 激光器辐射的光功率 p=激光器消耗的电功率 由于hv≈Eg=e0,所以功率效率可以近似为外量子效率。其中Ⅴ为激光器工作电压 c)外量子微分效率 由于激光器是阈值器件,当I小于I,发射功率几乎为零,而大于阈值以后,输出功 率随电流线性增加,所以用外量子效率和功率效率对激光器的描述都不够直接,所以定义 了外微分效率。 (Per -ph)/hv /hv l-l)/eo(-lt)/eo 由于各种损耗,目前的双异质结器件,室温时的np最高10%,只有在低温下才能达 到30%-40%。- 3 - 值电流大于 30000A/cm2 ；单异质结约为 8000A/cm2 ；双异质结约为 1600A/cm2 。现在 已用双异质结制成在室温下能连续输出几十毫瓦的半导体激光器。 d) 温度愈高，阈值越高。100K 以上，阈值随 T 的三次方增加。因此，半导体激光器最好 在低温和室温下工作。 e) 阈值电流（Ith）的测量方法。 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 5 10 15 20 25 工作电流（mA） 输出光功率（uW） P-I dP/dI d2P/dI2 图 4 半导体激光器的工作特性曲线 图 4 中给出了典型的半导体激光器的典型特性示意图，其中的曲线是输出光功率和工作电 流的关系（实线），虚线是对功率和电流的关系一次求导的结果，划线是对功率和电流的曲线的 二次求导的结果。一般对阈值的描述常用的有下述几种过程：a，在 P-I 曲线的快速上升断上取 其中的线性部分延长线与横坐标的交点；b，把荧光部分和激光部分分别近似看成两条直线，那 么两条直线的交点就是阈值；c，在 dP-dI 的曲线上，取上升延的中点（10％和 90％两点的中点）； d，d2 P/dI2的顶点作为阈值点。 （2）效率 a) 外量子效率： 0 / P / I e ex h ex ν η ＝ 激光器每秒钟注入的电子 空穴对数 激光器每秒钟发射的光子数 − = 其中 Pex 为激光器输出光功率，h 为普朗克常数，e0 为电荷常数，I 为工作电流。一般 77K 时，GaAs 激光器外量子效率达 70％－80％；300K 时，降到 30％左右。 b) 功率效率 I ex V P p ＝ 激光器消耗的电功率 激光器辐射的光功率 η = 由于 hν ≈ Eg ≈ e0V ，所以功率效率可以近似为外量子效率。其中 V 为激光器工作电压。 c) 外量子微分效率 由于激光器是阈值器件，当 I 小于 Ith，发射功率几乎为零，而大于阈值以后，输出功 率随电流线性增加，所以用外量子效率和功率效率对激光器的描述都不够直接，所以定义 了外微分效率。 0 0 ( ) / P / ( ) / (P ) / I I e h I I e P h th ex th ex th D − ≅ − − = ν ν η 由于各种损耗，目前的双异质结器件，室温时的 ηD 最高 10％，只有在低温下才能达 到 30％－40％。 a c d b