最新单异质结半导体激光器教学讲义PPT.ppt

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1、单异质结半导体激光器什么是异质结异质结就是禁带宽度不同的两种材料，在原子尺度上形成完美界面的材料，由于这两种材料的能带结构不同，因而在界面上的能级匹配就有很多变化，还可以把各种类型的异质结结合在一起充分发挥它们的功能。最基本的接触界面有：半导体与半导体，金属与半导体以及绝缘体与半导体之间的界面。由两种不同的半导体材料组成的结就称为半导体异质结。异质结在半导体异质结中，如果两种半导体材料的晶格常数相差很大（大于1%），由于晶格失配，在交界面处形成许多缺陷能级，这是一些使发光猝灭的深能级。因而在实际应用中，例如，选作激光二极管的半导体异质结则

2、应是由晶格匹配的两种半导体组成。在晶格匹配的半导体异质结中，两种材料在界面处相互渗透或扩散会形成一层过渡层，过渡层的厚度小于几个原子层的结称为突变结，过渡层大于这一厚度的结则为缓变结，突变异质结是一种理想的情况。异质结的发展1963年Kroemer和Alferov等提出利用不通带隙的半导体材料构成异质结构激光器的想法，这种异质结激光器有源区采用窄带隙、高折射率的材料，包层（限制层）采用宽带隙、低折射率材料。异质结结构利用两种材料的带隙差形成的导带、接待的跃迁作为限制电子和空穴在有源区的势垒，从而易于产生光增益，两种材料折射率形成的折射率光

3、波导，又可以有效地将光模限制在有源区内进而减少了内部损耗，提高了光电转换效率。异质结的发展早期的研究结果表明，只有构成异质结质的两种材料匹的晶格常数严格匹配时，才能制备出性能良好的激光器件。到1970年，随着多层材料生长技术成熟，又相继研制成功了室温脉冲和室温连续工作的GaAs/GaAlAs异质结激光器，Panish等人研制GaAs双异质结激光器，其阈值电流密度已降到1.6KA/cm2。在异质结结构中，因为有源层与包层是由不同的半导体材料生长而成，两者的折射率差较同质结结构提高了几倍，因此它的光场限制因子增大，光场向外侧渗透的比例就较小，

4、同时由于折射率差大，很薄的有源区足以构成光波导层，有利于形成粒子数反转，便于降低其工作阈值电流密度。另外，由于异质结结构比同质结具有更高的载流子注入效率，理所当然地这种结构的激光器具有更好的器件性能。异质结的发展异质结的组成它是由两种不同带隙的半导体材料薄层,如GaAs,AlGaAs所组成,阀值电流密度比同质结激光器降低了一个数量级,但单异质结激光器仍不能在室温下连续工作。如图1(a)所示，这种单异质结激光器的结构是在GaAs的pn结的P型GaAs一侧上再生长一层P型AlGaAs半导体的三层结构。这三层半导体材料的禁带宽度、折射率并不相同

5、，如图1(b)、(c)所示。在热平衡状态及加正向电压情况下的能带如图1(d)、(e)所示。这种激光器的优点是阈值低，效率高。这种激光器的优点是阈值低，效率高。其原因是由于AlGaAs比GaAs具有较宽的禁带宽度和较低的折射率。由于AlGaAs的禁带宽度比GaAs的大，一方面在P型GaAs—AlGaAs异质结处出现了较高的势垒，使从n型GaAs注入到P型GaAs中的电子受到阻碍，不能继续扩散到P型AlGaAs中去；和没有这种势垒存在时比较，p-GaAs层内的电子浓度增大，提高了增益。另一方面，P型AlGaAs对来自P型GaAs的发光吸收系数

6、小，损耗就小。而由于AlGaAs的折射率较GaAs的低，因此限制了光子进入到AlGaAs区，使光受反射而局限在P区内，从而减少了周围非受激区对光的吸收。单异质结激光器的阈值电流密度目前一般为(10～15)×103A／cm2，比GaAs同质结激光器的阈值电流密度(10～100)×103A／cm2低。高功率半导体激光器的应用激光塑料焊接、激光熔覆与表面热处理、激光金属焊接、激光达标、激光焊接打标机第三节颅内肿瘤病人的护理学习目标1．了解颅内肿瘤的病因、分类2．掌握颅内肿瘤的临床表现和诊断3．了解颅内肿瘤的治疗原则4．掌握颅内肿瘤病人的护理问题

7、5．会对颅内肿瘤病人实施护理案例13-4张某，女性，28岁，已婚，不育，出现头晕，月经紊乱1年余，在当地医院行黄体酮调经及中药治疗后不见好转，现停经6月余，并出现头痛、视力下降，以及间断性泌乳而来就诊。头部CT提示鞍区密度影增高问：诊断何病？需要鉴别的疾病有哪些？概述颅内肿瘤(intracranialtumors)包括原发性和继发性两大类。原发性颅内肿瘤发生于脑组织、脑膜、脑神经、垂体、血管及残余胚胎组织等。而继发性颅内肿瘤系身体其他部位恶性肿瘤转移性或直接侵入颅内的肿瘤。病因病困目前不完全清楚，可能与癌基因的激活和抑癌基因的失活有关，也

8、与物理因素、化学因素和生物因素有关。分类临床表现颅内肿瘤的临床表现主要包括颅内压增高及局灶性症状和体征两大部分。(一)颅内压增高的症状和体征呕吐视乳头水肿头痛颅高压三主征1．头痛颅后窝肿瘤可致