自由キャリア吸収

質問

自由キャリア吸収の意味がまったくわかりません。

今、半導体レーザーの勉強をしてますが、どういう影響があるのでしょうか??

回答No.2

semikuma

そう。要は確率の問題なので、一般には自由キャリア濃度と光密度の積が大きいほど、吸収が大きくなります。
半導体レーザの場合、クラッド層のキャリア濃度を低くすると共に、光の染み出しが大きくならないよう、屈折率差などを設計します。

お礼

遅くなって申し訳ございません。
すごい理解が深まりました。よりいっそうレーザーの勉強をしなくてはと実感しました。

回答No.1

semikuma

文字通り、光のエネルギーが自由キャリアに吸収される現象です。
半導体の場合、伝道帯下端にいる自由キャリア(電子)が光のエネルギーを吸収して上位のエネルギーレベルに励起され、緩和するときには熱として放出されます。
半導体レーザでは、活性層内へ電子、ホールの自由キャリアを注入して反転分布を作り、再結合するときのエネルギー差を光として取り出しますが、クラッド層内で自由キャリア吸収があると、結果的にそのエネルギーは熱に変換され、発光に寄与しません。
つまり発光効率が低下するため、閾値は上がるし、スロープ効率や温度特性は劣化し、最悪の場合は結晶の破壊につながります。

お礼

とても分かりやすい回答ありがとうございます。

もうひとつ疑問に思った事なのですが、自由キャリア吸収が発生しやすい条件はあるのですか？？キャリアが多いとこでおきやすいのですか？