Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

68
ное, а Е
2
— возбужденное состояние (рис. 4.10).
Начальное состояние Состояние после перехода
E
1
hν
12
E
2
E
1
E
2
E
1
E
2
hν
12
hν
12
hν
12
hν
12
(в фазе)
поглощение
спонтанное
излучение
стимулированное
излучение
Рис. 4.10. Схема энергетических уровней, иллюстрирующая спонтанное и стимулиро-
ванное излучение
Любой переход между этими состояниями сопровождается испусканием
или поглощением фотона с частотой í
12
, определяемой из соотношения
hí
12
= E
2
– E
1
. При обычных температурах большинство атомов находится в
основном состоянии. Эта ситуация нарушается в результате воздействия на
систему фотона с энергией, равной hí
12
. Атом в состоянии E
1
поглощает фотон и
переходит в возбужденное состояние E
2
. Это и составляет процесс поглощения
излучения. Возбужденное состояние является нестабильным и через короткий
промежуток времени без какого-либо внешнего воздействия атом переходит
в основное состояние, испуская фотон с энергией hí
12
(спонтанная эмиссия).
Время жизни, связанное со спонтанной эмиссией (т.е. среднее время
возбужденного состояния), может изменяться в широком диапазоне, обычно в
пределах 10
-9
–10
-3
с, в зависимости от параметров полупроводника, таких, как
структура зон (прямая или непрямая) и плотность рекомбинационных центров.
Столкновение фотона, обладающего энергией hí
12
, с атомом, находящимся в
возбужденном состоянии, стимулирует мгновенный переход атома в основное
состояние с испусканием фотона с энергией hí
12
и фазой, соответствующей
фазе падающего излучения (стимулированное излучение).
4.x.x. Зонная диаграмма и конструкция полупроводникового лазе-
ра
ное, а Е2 — возбужденное состояние (рис. 4.10).
            Начальное состояние    Состояние после перехода

              E1
            hν12              поглощение

              E2


              E1
                              спонтанное             hν12
                               излучение
              E2


              E1
            hν12           стимулированное                       hν12
                              излучение                          hν12
              E2                                            (в фазе)

Рис. 4.10. Схема энергетических уровней, иллюстрирующая спонтанное и стимулиро-
ванное излучение

     Любой переход между этими состояниями сопровождается испусканием
или поглощением фотона с частотой í12, определяемой из соотношения
hí12 = E2 – E1. При обычных температурах большинство атомов находится в
основном состоянии. Эта ситуация нарушается в результате воздействия на
систему фотона с энергией, равной hí12. Атом в состоянии E1 поглощает фотон и
переходит в возбужденное состояние E2. Это и составляет процесс поглощения
излучения. Возбужденное состояние является нестабильным и через короткий
промежуток времени без какого-либо внешнего воздействия атом переходит
в основное состояние, испуская фотон с энергией hí12 (спонтанная эмиссия).
Время жизни, связанное со спонтанной эмиссией (т.е. среднее время
возбужденного состояния), может изменяться в широком диапазоне, обычно в
пределах 10-9–10-3 с, в зависимости от параметров полупроводника, таких, как
структура зон (прямая или непрямая) и плотность рекомбинационных центров.
Столкновение фотона, обладающего энергией hí12, с атомом, находящимся в
возбужденном состоянии, стимулирует мгновенный переход атома в основное
состояние с испусканием фотона с энергией hí12 и фазой, соответствующей
фазе падающего излучения (стимулированное излучение).


4.x.x. Зонная диаграмма и конструкция полупроводникового лазе-
ра

                                     68

Страницы