量子阱激光器
量子尺寸效應(yīng)最實(shí)際的應(yīng)用是量子阱（MQW）及用量子阱所得到的各種半導(dǎo)體器件，量子阱是窄帶隙超薄層被夾在兩個(gè)寬帶隙勢(shì)壘薄層之間。由一個(gè)勢(shì)阱構(gòu)成的量子阱結(jié)構(gòu)為單量子阱，簡(jiǎn)稱(chēng)為SQW（Single Quantum Well）；由多個(gè)勢(shì)阱構(gòu)成的量子阱結(jié)構(gòu)為多量子阱，簡(jiǎn)稱(chēng)為MQW（Multiple Quantum Well），如圖所示。
圖 量子阱激光器能帶結(jié)構(gòu)示意圖
同常規(guī)的激光器相比，量子阱激光器具有以下特點(diǎn)：
（1）在量子阱中，態(tài)密度呈階梯狀分布，量子阱中首先是E1c和E1v之間電子和空穴參與的復(fù)合，所產(chǎn)生的光子能量hv＝E1c－E1v＞Eg，即光子能量大于材料的禁帶寬度。相應(yīng)地，其發(fā)射波長(zhǎng)凡小于幾所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)九，即出現(xiàn)了波長(zhǎng)藍(lán)移。
（2）在量子阱激光器中，輻射復(fù)合主要發(fā)生在E1c和E1v之間。這是兩個(gè)能級(jí)之間的電子和空穴參與的復(fù)合，不同于導(dǎo)帶底附近的電子和價(jià)帶頂附近的空穴參與的輻射復(fù)合，因而量子阱激光器光譜的線(xiàn)寬明顯地變窄了。
（3）在量子阱激光器中，由于勢(shì)阱寬度Lx通常小于電子和空穴的擴(kuò)散長(zhǎng)度Le和Ln，電子和空穴還未來(lái)得及擴(kuò)散就被勢(shì)壘限制在勢(shì)阱之中，產(chǎn)生很高的注入效率，易于實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，其增益大大提高，甚至可高達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
（4）量子阱使激光器的溫度穩(wěn)定條件大為改善，AlGaInAs量子阱激光器的特征溫度馬可達(dá)150K，甚至更高。因而，這在光纖通信等應(yīng)用中至關(guān)重要。
