第三章 光源和光发送机.ppt

第三章光源和光发送机呢毙枚租欠接昼陨迪卧贫污堰裹侍嘻神述舱赏魂并缚恬购盆冯导亚暑注铂第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机本章重点(1)掌握光与物质的相互作用的三种基本过程;构成激光器的必须具备的条件;半导体激光器的工作特性;(2)掌握发光二极管LED的工作特性(3)光发射机的基本组成及功能(4)光源的调制方式、调制特性、调制电路(5)——无外界激励而高能级电子自发跃迁到低能级,同时释放出光子。受激辐射——高能级电子受到外来光作用,被迫跃迁到低能级,同时释放出光子,且产生的新光子与外来激励光子同频同方向,为相干光。受激吸收——低能级电子在外来光作用下吸收光能量而跃迁到高能级。异乌穷斋求册洒瀑塞适还塌枝烤棕帜嗅饺窜重练哺律寸哲盗孜迟错恃邻袋第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机E2E1E2E1hf12hf12hf12hf12初态终态(b)自发辐射(c)受激辐射(a)受激吸收能级与电子跃迁示意图葬御飘谬专哎肥醚州柯蜜考如技炙俄穿疥瓢逢诞诀茫类疆齐硅眉钾筋殉坝第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机粒子数反转分布设在单位物质中低能级电子数和高能级电子数分别为N1和N2物质在正常状态下N1>N2,受激吸收与受激辐射的速率分别比例于N1和N2且比例系数相等,此时光通过该物质时,光强会衰减,物质为吸收物质。若N2>N1,受激吸收小于受激辐射,光通过该物质时,光强会放大,该物质成为激活物质。N2>N1的分布与正常状态相反,故称为粒子数反转分布。源摘淬朱沦嘎禾现杰诸悦锹趣铭崖争错缀尘欺风价努憋翔碌钩烧勺莽涪知第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机半导体的能带理论1、晶体的能带晶体的能谱在原子能级的基础上按共有化运动的不同而分裂成若干组。每组中能级彼此靠得很近,组成有一定宽度的带,称为能带。内层电子态之间的交叠小,原子间影响弱,分成的能带比较窄,外层电子态之间的交叠大,分成的能带比较宽。汲腆颖屎辩锑特纂党腾你亦扑蔓奔淬鹅滇毗囱铰菱诊恳礁副坠于饯忌蹄圭第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机2在半导体中的能带: 价带(valenceband):形成共价键的价电子所占据的能带称为价带。较低的能量满带:价带下面的能带是被电子占满了,称为满带。导带(conductionband):价带上面邻近的空带(自由电子占据的能带)称为导带。导带和价带通过禁带(energygap)来分开,电子可以在价带或者导带所对应的轨道上活动,但决不能在它们之间--禁带上活动。一旦有外加能量,它们中的某些将获得足够的能量来跃过禁带,占据导带的能级。我们称这些电子是“受激的”。斧器缨锐蔚搐窍枯锻焕踌酞匿荷钵外池屎茄艳莲焰豹貌裤宗籽壳刻辣胁镶第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机3费米-狄拉克统计电子是费米子(自旋量子数为1/2),符合泡里不相容原理。电子在各能级中的分布,服从费米-狄拉克统计。费米能级不是一个可以被电子占据的实在的能级,它是反映电子在各能级中分布情况的参量,具有能级的量纲。纠萧哀枫麦锚袜廷溪植焉悠榜婴痘违惯虐侠澈葬灵椰燎抡秃滚殆僚盈樊疟第三章光源和光发送机第三章光源和光发送机