[현대물리학] 반도체 레이저 다이오드에 대해
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작성일 22-03-09 14:52본문
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반도체 레이저는 전도대로부터 가전자대로의 전자의 천이에 따른 발광을 이용하는데 이를 위해 p-n접합에 큰 순방향전류를 인가하여 캐리…(drop)
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[현대물리학] 반도체 레이저 다이오드에 대해
레포트/공학기술
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현대물리학 보고서
(반도체 레이저 다이오드에 대해)
1. 반도체 레이저(semiconductor laser)란?
레이저 다이오드(laser diode :LD)와 같은 말이며, 반도체 내에서 전자의 광학천이에 의한 광자의 유도방출을 이용한 광파의 발진기 및 증폭기를 총칭하는 말이다. 주로 사용하는 소재는 GaAs, GaAlAs, InGaAsP 등이며 이 반도체 레이저는 방출된 빛이 단색광이며 높은 지향성과 높은 휘도, 소형, 고효율은 characteristic(특성) 때문에 오늘날 광원으로 널리 사용되고 있다아
2. 반도체 레이저의 원리
반도체 레이저의 기본 원리는 옆의 그림과 같다. 이때 이 재결합을 하면서 p형측에서 감소한 에너지만큼 유도방출이 일어나고 이 유도방출에 의해 coherence한 레이저광이 방출하게 된다 반도체 레이저는 광방출 다이오드(LED)개발 직후인 1962년에 발명되었고 그 후에 여러 가지의 레이저 다이오드들이 개발이 되었다. 다시 말하자면 반도체 레이저는 p-n 접합 다이오드를 사용하며, pn접합 다이오드에 순방향 바이어스(순방향 전류)를 인가하면 pn접합부의 전도대에 있는 전자와 가전자대에 있는 홀(정공)의 재결합이 일어난다.
전도밴드(conduction band)와 원자가밴드(valence band)의 두 개의 에너지 밴드 사이에 에너지 차이가 존재하는데 p형과 n형 반도체의 접합사이에 전기적 전압(순방향 전압)을 걸어주면 n형 반도체의 전자가 p형 반도체의 홀과 p-n접합하는 부분에서 재결합하면서 빛을 발생시키게 된다
전체적으로는 이런 작용으로 레이저광을 발생시키는데 좀 더 자세하게 그 원리를 살펴보면 다음과 같다.