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SAM半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的微觀特性

更新時(shí)間:2022-10-11      點(diǎn)擊次數(shù):715
   SAM半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的整個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的光電場(chǎng)的分布可以為可飽和吸收體插入位置的選擇提供參考依據(jù),理論上可飽和吸收體應(yīng)當(dāng)位于入射光電場(chǎng)的振蕩波峰位置,以有效的實(shí)現(xiàn)可飽和吸收。但是因?yàn)榱孔于遢^多,因而只能保證一個(gè)在電場(chǎng)的峰值。
  
  SAM半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的微觀特性:
  1、能帶間隙即禁帶寬度。它決定半導(dǎo)體可飽和吸收體的吸收波長(zhǎng),吸收系數(shù)一般在104/cm左右。以III-V族化合物半導(dǎo)體為例,吸收帶一般在可見(jiàn)光和近紅外波段。為了適應(yīng)各種吸收波長(zhǎng)的需要,常常要用三元化合物半導(dǎo)體,如砷化鎵鋁(AlGaAs),砷化銦鎵(InGaAs),砷化銦鋁(InAlAs)等。
  
  2、晶格常數(shù)。半導(dǎo)體可飽和吸收體一般是用外延法生長(zhǎng)在半導(dǎo)體襯底上的,襯底的晶格常數(shù)與要生長(zhǎng)的半導(dǎo)體化合物的晶格常數(shù)原則上應(yīng)該相同,若不一致,則會(huì)在生長(zhǎng)層上造成一定應(yīng)變(strain),可分為壓縮型和擴(kuò)張型。無(wú)論那種類型的應(yīng)變都會(huì)影響禁帶寬度,因而禁帶寬度的改變不是任意的,要受襯底晶格常數(shù)的制約。
  
  3、量子阱。當(dāng)吸收體薄到一定程度,并被夾在高禁帶寬度的材料中間,就變成了所謂量子阱。在設(shè)計(jì)半導(dǎo)體可飽和吸收體時(shí),根據(jù)吸收能量的大小,可以采用體吸收,也可以采用量子阱結(jié)構(gòu)。對(duì)于利用克爾效應(yīng)鎖模的激光器,僅僅需要百之零點(diǎn)幾至百分之幾的吸收,所以可飽和吸收體的厚度只需要幾個(gè)nm。
  
  4、時(shí)間特性。半導(dǎo)體可飽和吸收體之所以可以啟動(dòng)鎖模,是因?yàn)樗母咚贂r(shí)間特性。一般來(lái)說(shuō)半導(dǎo)體的吸收有兩個(gè)特征弛豫時(shí)間,一是帶內(nèi)子帶之間的熱化(intrabandthermalization),二是帶間躍遷(interbandtransition)。帶內(nèi)熱化是被激發(fā)到導(dǎo)帶的電子向子帶躍遷的物理過(guò)程,這個(gè)時(shí)間很短,在100-200fs左右,而帶間躍遷時(shí)間是電子從導(dǎo)帶向價(jià)帶的躍遷,相對(duì)較長(zhǎng),從幾ps到幾百ps。

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