I componenti optoelettronici a semiconduttore

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I componenti optoelettronici a semiconduttore I laser operano al di fuori dell’equilibrio termico (presente un pompaggio di energia dall’esterno) Anche in presenza di pompaggio, l’emissione stimolata deve essere piu’ importante dell’assorbimento, il che implica che N 2 >N 1 (INVERSIONE DI POPOLAZIONE) Questa condizione e’ ottenuta in un sistema atomico a 3 o 4 livelli, di modo tale che il pompaggio aumenti il livello d’energia della popolazione atomica al livello fondamentale verso un livello eccitato di energia > E 2 Livelli d’energia Bande d’energia nei semiconduttori L’EMISSIONE SPONTANEA e’ solamente possibile se lo stato E 2 e’ occupato da un elettrone, e lo stato E 1 e’ vuoto (cioe’, occupato da una buca)
I componenti optoelettronici a semiconduttore Bande di conduzione e di valenza nei semiconduttori Le probabilita’ d’occupazione degli stati d’energia E 2 da parte degli elettroni e degli stati di energia E 1 da delle buche e’ data dalle (DISTRIBUZIONI DI FERMI- DIRAC) f f E c v ( E2 ) = { 1+ exp[ ( E2 − E fc ) kBT ]} − ( E ) = { 1+ exp[ ( E − E ) k T ]} fc , 1 E fv fv = livelli di Fermi 1 B −1 1 ,
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