关于博士生专业课半导体激光器的设计理论的选课通(精)

关于博士生专业课《半导体激光器的设计理论》的选课通知
各位导师、研究生：
我部从2006年2月17日（周五）开始继续开设北京大学郭长志教授讲授的《半导体激光器的设计理论－速率方程理论部分》（3学分），请拟选此课程的研究生在2006年1月10日前将含有导师签字的选课表交到研究生部。

郭老师有丰富的教学经验，该课程自开课之日起，一直受到同学们的广泛关注和好评，请准备选此课的同学们积极踊跃报名！
上课时间：每周五上午地点：1#722
研究生部
2006年1月5日
附件：《半导体激光器的设计理论一》的课程大纲：。

摘要目前半导体激光器发展非常快。

随着技术的成熟，半导体激光器的应用也越来越广泛。

本文介绍了导体激光器产生激光的机理，即建立特定激光能态间的粒子数反转，并有合适的光学谐振腔。

由于半导体材料物质结构的特异性和其中电子运动的特殊性，一方面产生激光的具体过程有许多特殊之处，另一方面所产生的激光光束也有独特的优势，使其在社会各方面广泛应用。

半导体激光器开启了激光应用发展的新纪元。

关键字；受激辐射半导体激光器异质结1.半导体激光器工作原理 (1)1.1激光产生工作原理 (1)1.2半导体激光器的工作特性 (2)1.2.1阈值电流 (2)1.2.2方向性 (2)1.2.3效率 (2)1.2.4光谱特性 (2)2.双异质结半导体激光器基本结构 (3)3.半导体激光器特性 (4)3.1功率及伏安特性P-I曲线 (4)3.2温度特性 (4)3.2.1阈值电流的温度特性 (4)3.2.2中心波长 的温度特性 (5)3.3调制特性 (5)4.半导体激光器组件 (6)5.半导体激光器驱动电路 (7)6.半导体激光器的应用前景 (7)参考文献 (8)1.半导体激光器工作原理1.1激光产生工作原理半导体激光器是一种相干辐射光源，要使它能产生激光，必须具备三个基本条件：(1)增益条件：建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布，在半导体中代表电子能量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带，因此在半导体中要实现粒子数反转，必须在两个能带区域之间，处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多，这靠给同质结或异质结加正向偏压，向有源层内注人必要的载流子来实现。

将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。

当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。

(2)要实际获得相干受激辐射，必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡，激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的，通常在不出光的那一端镀上高反多层介质膜，而出光面镀上减反膜。

博士班資格考核科目「半導體光電」範圍§半導體光學(佔50%)1. Basic Semiconductor conceptssemiconductor electronic equations, Doping (donars and acceptors), concept of heterostructures, strained tensor in lattice mismatch epitaxy, concepts of p-n andp-i-n diods, p-N heterojunctions, metal-semiconductor junctions, and polar heterostructures. (A: 1, A: 2.10, A: 2.11; B: 2)2. Basic quantum mechanicsSchrödinger Equations, infinite quantum well, square quantum well, the harmonic oscillator, perturbation theory. (B:3)3. Band structures in SemiconductorsThe effective mass theory, Bloch theorem and crystal momentum, k p method for simple bands, strain tensor, strain effect in band structures, Bands structures of alloys, band structures of strained semiconductor quantum well, quantum systems (A:2, A:3;B:4)4. Transport and scattering theorydefect and carrier-carrier scattering, (ionized impurity scattering, charged dislocation scattering, alloy scattering and interface roughness scattering); Lattice vibrations, phonon scattering (acoustic phonon scattering and optical phonon scattering, deformation potential scattering, intervalley scattering and intravalley scattering), velocity-electric field relations in semiconductors (Si, GaAs, GaN, etc.). (A: 4, A: 7)5. Optical properties of semiconductors:Maxwell’s equations and vector potential, interband transitions, indirect interband transitions, charge injection, radiative recombination, non-radiative recombination, quasi-fermi level, effective index method, and waveguides theory. (A: 9; B: 9)6. Excitonic effects:Excitonic states in semiconductors, optical properties with inclusion of excitonic effects, excitonic states in quantum well, excitonic absorption, excitonic broadening. (A: 10; B13)7. Modulations of optical properties:Modulation of optical properties, Electro-optic effect, polarization effects (ferroelectric and piezoelectric), and quantum confined stark effect. (A: 10; B: 13) 參考書A: Electronic and optoelectronic properties of semiconductor structures (2002) –Jasprit SinghB: Physics of Optoelectronic Devices (1996) – S. L. Chuang§光電半導體物理(佔50%)“Solid State Physics” by Ashcroft and Mermin, Chapter 1-11 and Chapter 22-28。