Для получения оптического усиления необходимо создать инверсную заселенность

Для получения оптического усиления необходимо создать инверсную заселенность, когда стимулированное излучение доминирует над спонтанным. Вводя избыточные по сравнению с равновесным состоянием носители заряда в валентную зону и зону проводимости, мы заставляем их занимать более высокие состояния, так как по принципу Паули нижние состояния в каждой зоне уже заняты носителями заряда. Поэтому в первый момент носителиможно назвать “горячими” и не подчиняющимися распределению Ферми. Однако, процесс “остывания” или термолизации идет очень быстро и за время порядка 10-12 – 10-13 с, устанавливается распределение Ферми, отличающееся от равновесного значением энергии Ферми. После этого избыточные носители существуют в зонах в течение времени на несколько порядков больше, чем время термолизации. Энергию Ферми, соответствующую такому состоянию называют “квазиуровнем Ферми”. Очевидно, что квазиуровнем Ферми для электронов и для дырок не совпадают, как в равновесном состоянии. Распределение электронов в зоне проводимости (f1) и в валентной зоне (f2) выглядит так:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector