Chap 1 绪论
第一发展阶段——同质结构注入型激光器（二十世纪60年代初） 特点：对注入的载流子和光场没有限制，阈值电流密度高，只能在液氮和脉冲状态下工作
第二发展阶段——单异质结注入型激光器（二十世纪60年代末） 特点：利用异质结提供的势垒把注入电子限制在GaAS P-n结的结区内，降低阈值电流密度
第三发展阶段——双异质结注入型激光器（二十世纪70年代初）
特点：1）窄带隙的有源区两侧的宽带隙材料对注入的载流子有限制作用；
2）有源区为高折射率材料，两侧包层是低折射率材料，形成的光波导能够将光场的大部分限制在有源区内，从而减小阈值电流密度。
第四发展阶段——量子阱激光器（二十世纪80年代初）
半导体物理研究的深入及晶体外延生长技术的发展（包括分子外延MBE，金属有机化学气相沉积MOCVD和化学束外延CBE），使得量子阱半导体激光器研制成功。
2. 半导体激光器的特点
• 小而轻、转换效率高、省电、寿命长；
• 制造工艺与电子器件和集成电路工艺兼容，便于实现单片光电集成；
• 半导体激光器的激射功率和频率可直接调制；
• 激射波长范围宽。
3. 半导体激光器的应用
光通讯、光存储、固体激光器的泵浦源、激光器武器、3D显示
4. LEDs 的应用
交通指示、照明、背光源、屏幕显示、投影仪光源、汽车、医疗、闪光灯、栽培、防伪。
Chap 2 异质结半导体
异质结的定义：由两种基本物理参数不同的半导体单晶材料形成的晶体界面（过渡层）。
1.异质结的能带图
（1）pN异质结的能带图
φ-功函数，χ-电子亲和势
尖峰的位置与pN结两边的掺杂浓度有关：p区掺杂比N区多时，尖峰位于势垒的顶端，称为高势垒尖峰；p区掺杂比N区少时，尖峰位于势垒的根部，称为低势垒尖峰
（2）nN同型异质结的能带图
2. 异质结的参数
平衡态下内建电场强度
耗尽区内电中性条件
内建电势差
内建电势差分配比
故
(由于带边的不连续，内建电势差不再代表势垒的总高度了。)
空间电荷区宽度
3. 异质pN结的伏安特性
（1）扩散模型
电流－电压方程
对于pN型异质结， 型异质结，△Ec和△Ev都是正值，而且一般远大于k0T，故Jn>>Jp，表明通过异质结的电流主要由电子电流组成，空穴电流占很小的比例。
（2）热电子发射模型
忽略由p向N的电子，则电流密度可表示为：
（）
（3）尖峰隧穿模型
总电流= 热电子发射电流+电子隧穿电流
4. 异质结的特性
（1）高注入比：pn结在正向偏压时，n区向p区注入的电子流和p区向n区注入的空穴流之比。
式中，△E=△Ec+△Ev=Eg2-Eg1，Eg2和Eg1分别表示宽带N区和窄带p区的禁带宽度。Dnp、DpN、Lnp、LpN相差不大，都在同一数量级，而exp(△E/k0T)>>1，说明注入比很大，即使NDN <<NAp，注入比仍然很大。
（2）超注入现象
因为Ecp<EcN，所以将出现，此时被称为超注入。
超注入现象是异质结特有的另一个重要的特性，在半导体异质结激光器中得到重要的应用，它可使窄带区的注入少数载流子浓度有非常大提高，从而容易实现异质结激光器所要求的粒子数反转条件。
（3）异质结对载流子和光场的限制作用
Eg越大，折射率越小。
异质结的双限制效应：
Chap 3 半导体激光器
1. 半导体激光器的工作原理
(1)直接/间接带隙材料中的光跃迁过程
（2）跃迁选择定则
直接跃迁：
能量守恒
动量守恒，kL可以忽略不计所以
间接跃迁：
能量守恒≈
动量守恒≈
有电子、光子和声子参与的间接跃迁是二级微扰过程，跃迁几率比直接跃迁小得多 接跃迁小得多，因此，间接带隙材料不能用来做发光材料。
（3）光过程
自发辐射：不受外界因素作用，处于高能态的电子自发地、随机地跃迁到低能态，与空穴复合而发射光子，特点为发射的光子能量相同，但方向、位相、偏振等均不相同，是一种非相干光。（LED原理）
受激辐射：是指受激发而处于高能级的电子在外界的诱发作用下，跃迁到低能级与空穴复合而发射的辐射，特点为发射光子的方向、频率、位相、偏振等均与诱发光相同，是一种相干光。在激光器中，诱发高能级的电子向低能级跃迁的光来自自发辐射。。（LD原理）
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