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SAM半导体可饱和吸收镜的微观特性

发表时间:2022-10-11      点击次数:250
   SAM半导体可饱和吸收镜的整个结构内部的光电场的分布可以为可饱和吸收体插入位置的选择提供参考依据,理论上可饱和吸收体应当位于入射光电场的振荡波峰位置,以有效的实现可饱和吸收。但是因为量子阱较多,因而只能保证一个在电场的峰值。
  
  SAM半导体可饱和吸收镜的微观特性:
  1、能带间隙即禁带宽度。它决定半导体可饱和吸收体的吸收波长,吸收系数一般在104/cm左右。以III-V族化合物半导体为例,吸收带一般在可见光和近红外波段。为了适应各种吸收波长的需要,常常要用三元化合物半导体,如砷化镓铝(AlGaAs),砷化铟镓(InGaAs),砷化铟铝(InAlAs)等。
  
  2、晶格常数。半导体可饱和吸收体一般是用外延法生长在半导体衬底上的,衬底的晶格常数与要生长的半导体化合物的晶格常数原则上应该相同,若不一致,则会在生长层上造成一定应变(strain),可分为压缩型和扩张型。无论那种类型的应变都会影响禁带宽度,因而禁带宽度的改变不是任意的,要受衬底晶格常数的制约。
  
  3、量子阱。当吸收体薄到一定程度,并被夹在高禁带宽度的材料中间,就变成了所谓量子阱。在设计半导体可饱和吸收体时,根据吸收能量的大小,可以采用体吸收,也可以采用量子阱结构。对于利用克尔效应锁模的激光器,仅仅需要百之零点几至百分之几的吸收,所以可饱和吸收体的厚度只需要几个nm。
  
  4、时间特性。半导体可饱和吸收体之所以可以启动锁模,是因为它的高速时间特性。一般来说半导体的吸收有两个特征弛豫时间,一是带内子带之间的热化(intrabandthermalization),二是带间跃迁(interbandtransition)。带内热化是被激发到导带的电子向子带跃迁的物理过程,这个时间很短,在100-200fs左右,而带间跃迁时间是电子从导带向价带的跃迁,相对较长,从几ps到几百ps。

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