12.2. СОБСТВЕННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ

В В гл. 10 была рассмотрена ситуация в полупроводниковых лазерах, когда создается инверсная населенность и появляется оптическое ускорение. Конечно, это необычная ситуация. Обычно, распространяясь по полупроводнику, свет поглощается, что объясняется разнообразными причинами. Однако при длине волны излучения где определяется выражением (12.1.1), квантовое взаимодействие, показанное на рис. 12.2, а, преобладает над другими взаимодействиями и приводит к сильному поглощению. Другие механизмы более слабого поглощения также иллюстрируются рис. 12.2. Они могут оказаться преобладающими при Япор. Поглощение приводит к экспоненциальному уменьшению плотности мощности излучения

Коэффициент поглощения а характеризует материал и сильно зависит от длины волны вблизи порога. Некоторые характерные значения для прямозонных и непрямозонных полупроводников показаны на рис. 12.4. В прямозонных полупроводниках нет ограничения на

Рис. 12.4. Зависимость коэффициента поглощения от энергии фотона

процесс образования пар носителей, и коэффициент поглощения быстро растет при уменьшении длины волны. В непрямозонных полупроводниках, таких как требуется одновременное взаимодействие с кристаллической решеткой, чтобы импульс сохранялся при генерации носителей. В этот процесс могут вовлекаться колебания решетки, примеси или дефекты кристаллической структуры. В результате а постепенно возрастает при длине волны ниже порога. При более коротких длинах волн, когда становится возможным возбуждение через запрещенную зону для для а снова возрастает. Пороговая длина волны зависит от температуры и степени легирования, поскольку при этом меняется ширина запрещенной зоны и форма краев зон, что обсуждалось в гл. 7 и 10.