2022-2023学年高二物理竞赛课件：电子受激辐射

电子受激辐射 电子受激辐射 1.实验特征: ●发光强度随泵浦强度呈非线性增长， 即 ●泵浦强度存在阈值 ●辐射谱窄. 频率由腔长决定. 2.泵浦方式： ●激光模具有方向性. ●强激光： 取决于 材料和泵浦情况。 ●电子束： 激发能量大于 ●闪光灯. ●激光二极管中,在pn结上加正向偏压. 3.本征半导体 ①受激辐射过程Ⅰ ●电子-激子非弹性散射 ●伴随LO的激子复合. ●激子-激子散射、激子-载流子非弹性散射. ●双激子衰减 ②粒子数方程 其中 能量为 的光子数密度. 包括共振腔内光子数的所有损 耗,例如反射或衍射等. ●第二项是所有对辐射 的光子过程求和. 表示能量守恒. 表示跃迁几率.在强耦合情况下,表示 类激子极化激元向类光子极化激元跃迁几 率。 为粒子数因子. 例 线 该式可以分解成两部分,其中与光子数密度 无关部分与自发辐射有关，而与光子 数密度 有关部分给出受激吸收与受激 辐射的净增益或吸收 假设不同激子态达到热平衡,那么,在低温下,即使两个激子碰撞也发生粒子数反转, ③增益 ●激子-激子散射: 低温下， 随泵浦强度非线性增长, 直到增益大于损耗,即直到激光辐射开始, 高温下， 态被占据,谱线的某些区域 中再吸收可能大于增益,导致受激吸收. $$