The density of electronic states at

The density of electronic states at the lasing energy is of importance in determining the current densities required to achieve inversion, once the volume of the active element is defined. The magnitude of this gain is also a function of the radiative matrix element, and, in the case of high cavity powers, the rate at which carriers may be supplied. At first glance, a low density of states is attractive to minimize the threshold current of the laser. However, a real laser incorporates a lossy waveguide and facets. At least one of these facets should have moderate reflectivity to emit light, yet introduces further losses to the ideal system. Lasing is achieved when gain overcomes all losses. Therefore, a density of electronic states sufficient to provide gain to overcome these losses is a key requirement.

It is also important to remember that semiconductor materials form bands of states, so the kinetic energy of carriers, inhomogeneity of the material, and homogeneous broadening (e.g., carrier lifetime broadening due to free carriers and phonon scattering) all act to broaden the gain spectrum. The characteristics of a particular material and heterostructure with regard to the effects of current and temperature on the gain spectrum are therefore of critical importance to the operation of a laser. These characteristics not only determine the static, but also the dynamic performance of the laser diode. In addition to the characteristics of the semiconductor material, the dimensionality of the charge carriers in a system determines the form of the density of electronic states.

Figure 1.2 shows a schematic of the density of states as a function of dimensionality, going from bulk (3D) to QD (0D) systems. The move to a quantum well (QW) structure removes a kinetic energy component from one spatial direction from the total energy of the carrier, replacing it with a quantum confinement energy. This step-like density of states is beneficial as the radiative rate is enhanced as compared to the bulk material, and carriers are concentrated at a specific wavelength. For bulk materials, the joint density of states (the product of electron and hole densities of state) is very low at the band gap, yet these states must be filled in order to access energies where gain may be sufficient to overcome cavity losses. The carriers used to fill these states are essentially wasted. A simple, yet nontrivial advantage of a QW active element over bulk is the reduction in volume, which goes hand-in-hand with a reduction in drive current. This (along with more efficient use of carriers) ameliorates many problems for semiconductor lasers associated with large currents and finite resistance, resulting in large joule heating effects.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความหนาแน่นของอเมริกาอิเล็กทรอนิกส์ใน lasing พลังงานที่มีความสำคัญในการกำหนดความหนาแน่นของกระแสที่ต้องบรรลุกลับ เมื่อมีกำหนดปริมาณขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ ขนาดของกำไรนี้เป็นฟังก์ชัน ขององค์ประกอบของเมทริกซ์กและมนทิล และ ใน กรณีที่ฟันผุสูง อำนาจ อัตราอาจมาสายการบิน อย่างง่ายดาย ความหนาแน่นต่ำของอเมริกาน่าสนใจในการลดขีดจำกัดปัจจุบันของเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม เลเซอร์จริงแสน waveguide บีบและแง่มุม น้อยหนึ่งแง่มุมเหล่านี้ควรมีสัมประสิทธิ์การสะท้อนปานกลางฉาย ยังขาดทุนต่อไปที่นำระบบเหมาะ Lasing ได้เมื่อกำไร overcomes สูญเสียทั้งหมด ดังนั้น ความหนาแน่นของอเมริกาอิเล็กทรอนิกส์ที่เพียงพอเพื่อให้มีกำไรเพื่อเอาชนะความสูญเสียเหล่านี้คือ ความสำคัญเป็นสิ่งที่สำคัญจำวัสดุสารกึ่งตัวนำแบบฟอร์มที่ แถบของอเมริกา ดังนั้นพลังงานจลน์ของสายการบิน inhomogeneity วัสดุ และเหมือนขยาย (เช่น ผู้ให้บริการอายุการใช้งานขยายเนื่องจากสายการบินฟรีและโปรย phonon) ทั้งหมดดำเนินการในการขยายคลื่นกำไร ลักษณะของวัสดุที่เฉพาะเจาะจงและ heterostructure เกี่ยวกับผลกระทบของอุณหภูมิและกระแสในสเปกตรัมกำไรดังนั้นจึงมีความสำคัญสำคัญการทำงานของเลเซอร์ ลักษณะเหล่านี้ไม่เพียงแต่ตรวจสอบคง แต่ยังประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกของเลเซอร์ไดโอด นอกจากลักษณะของวัสดุสารกึ่งตัวนำ มิติของบริการค่าใช้จ่ายในระบบกำหนดแบบของความหนาแน่นของรัฐอิเล็กทรอนิกส์รูปที่ 1.2 แสดง schematic ของความหนาแน่นของอเมริกาตามมิติ QD (0D) ระบบไปจากกลุ่ม (3D) ย้ายไปยังโครงสร้างควอนตัมดี (QW) เอาคอมโพเนนต์ของพลังงานจลน์จากหนึ่งทิศทางเชิงพื้นที่จากพลังงานทั้งหมดของผู้ให้บริการ เปลี่ยนพลังงานกักควอนตัม ความหนาแน่นเหมือนขั้นตอนนี้ของอเมริกาเป็นประโยชน์เป็นอัตรากและมนทิลเป็นพิเศษเมื่อเทียบกับวัสดุจำนวนมาก และเป็นความเข้มข้นที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ สำหรับจำนวนมากวัสดุ ความหนาแน่นร่วมของอเมริกา (ผลิตภัณฑ์ของความหนาแน่นอิเล็กตรอนและหลุมของรัฐ) ต่ำมากในช่องว่างวง ยังสถานะเหล่านี้จะต้องกรอกข้อมูลการเข้าถึงพลังงานที่ได้รับอาจจะเพียงพอให้ขาดช่อง หลักจะเสียผู้ใช้เพื่อระบุสถานะเหล่านี้ เรียบง่าย แต่ nontrivial ประโยชน์ขององค์ประกอบงาน QW ผ่านจำนวนมากคือ การลดระดับเสียง ซึ่งไปมือในมือกับในไดรฟ์ปัจจุบัน นี้ (พร้อมกับใช้เพิ่มประสิทธิภาพของสายการบิน) ameliorates ปัญหามากสำหรับเลเซอร์สารกึ่งตัวนำขนาดใหญ่กระแสและความต้านทานจำกัด ผลใหญ่ดังร้อนผล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความหนาแน่นของรัฐอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน lasing มีความสำคัญในการกำหนดความหนาแน่นในปัจจุบันจำเป็นเพื่อให้บรรลุผกผันเมื่อปริมาณขององค์ประกอบที่ใช้งานมีการกำหนด ขนาดของกำไรนี้ยังเป็นหน้าที่ขององค์ประกอบเมทริกซ์การแผ่รังสีและในกรณีของอำนาจโพรงสูงอัตราที่ผู้ให้บริการอาจจะจัด อย่างรวดเร็วก่อนที่ความหนาแน่นต่ำของรัฐเป็นที่น่าสนใจที่จะลดเกณฑ์ปัจจุบันของเลเซอร์ อย่างไรก็ตามเลเซอร์จริงประกอบด้วยท่อนำคลื่นสูญเสียและแง่มุม อย่างน้อยหนึ่งในแง่มุมเหล่านี้ควรจะมีการสะท้อนแสงปานกลางถึงเปล่งแสงยังแนะนำการสูญเสียต่อไปยังระบบที่เหมาะ lasing จะประสบความสำเร็จเมื่อเอาชนะการสูญเสียกำไรทั้งหมด ดังนั้นความหนาแน่นของรัฐอิเล็กทรอนิกส์เพียงพอที่จะให้กำไรที่จะเอาชนะความสูญเสียเหล่านี้เป็นความต้องการที่สำคัญ. นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าวงดนตรีรูปแบบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ของรัฐเพื่อให้พลังงานจลน์ของผู้ให้บริการ inhomogeneity ของวัสดุและขยายเป็นเนื้อเดียวกัน ( เช่นผู้ให้บริการอายุการใช้งานขยายเนื่องจากผู้ให้บริการฟรีและ phonon กระเจิง) การกระทำทั้งหมดเพื่อขยายความถี่กำไร ลักษณะของวัสดุและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องเกี่ยวกับ heterostructure ผลกระทบของปัจจุบันและอุณหภูมิบนคลื่นความถี่กำไรด้วยดังนั้นจึงมีความสำคัญสำคัญต่อการทำงานของเลเซอร์ ลักษณะเหล่านี้ไม่เพียง แต่ตรวจสอบแบบคงที่ แต่ยังประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกของเลเซอร์ไดโอด นอกจากนี้ลักษณะของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มิติของผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายในระบบจะเป็นตัวกำหนดรูปแบบของความหนาแน่นของรัฐอิเล็กทรอนิกส์. รูปที่ 1.2 แสดงให้เห็นวงจรของความหนาแน่นของรัฐที่เป็นหน้าที่ของมิตินั้นก็ไปจากกลุ่ม (3D ) เพื่อ QD (ระบบ 0D) ย้ายไปควอนตัมดี (QW) โครงสร้างเอาองค์ประกอบพลังงานจลน์จากทิศทางเชิงพื้นที่หนึ่งจากพลังงานทั้งหมดของผู้ให้บริการแทนที่มันด้วยพลังงานควอนตัมคุมขัง นี้ความหนาแน่นของขั้นตอนเหมือนของรัฐจะเป็นประโยชน์ในขณะที่อัตราการแผ่รังสีจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับวัสดุขนาดใหญ่และผู้ให้บริการที่มีความเข้มข้นที่ความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจง สำหรับวัสดุที่เป็นกลุ่มที่มีความหนาแน่นร่วมกันของรัฐ (ผลิตภัณฑ์ของอิเล็กตรอนและหลุมความหนาแน่นของรัฐ) อยู่ในระดับต่ำมากในช่องว่างวงยังรัฐเหล่านี้จะต้องเต็มไปเพื่อให้สามารถเข้าถึงพลังงานที่กำไรอาจจะไม่เพียงพอที่จะเอาชนะการสูญเสียโพรง ผู้ให้บริการที่ใช้ในการกรอกรัฐเหล่านี้จะมีการสูญเสียเป็นหลัก ง่ายประโยชน์ยังขี้ปะติ๋วขององค์ประกอบที่ใช้งาน QW มากกว่าเป็นกลุ่มที่ลดลงในปริมาณที่ไปมือในมือกับการลดลงในไดรฟ์ในปัจจุบัน นี้ (พร้อมกับการใช้งานมีประสิทธิภาพมากขึ้นของผู้ให้บริการ) ameliorates ปัญหามากมายสำหรับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับกระแสที่มีขนาดใหญ่และความต้านทานการ จำกัด ผลกระทบที่เกิดขึ้นในความร้อนขนาดใหญ่จูล

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่ lasing พลังงานเป็นสำคัญในการกำหนดปัจจุบันมีเป็นเพื่อให้บรรลุการผกผัน เมื่อปริมาณขององค์ประกอบที่ใช้งานจะกำหนด ขนาดของกำไรนี้เป็นฟังก์ชันของการเปลี่ยนธาตุเมทริกซ์ และในกรณีของพลังในระดับสูง อัตราที่ผู้ให้บริการจะเป็นผู้จัดหา ได้อย่างรวดเร็วก่อน , ความหนาแน่นต่ำของรัฐเป็นที่น่าสนใจเพื่อลดเกณฑ์ปัจจุบันของเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม เลเซอร์จริงประกอบด้วยภายในท่อนำคลื่น และแง่มุม อย่างน้อยหนึ่งในแง่มุมเหล่านี้ควรใช้ไตร่ตรองเพื่อเปล่งแสง แต่แนะนำการสูญเสียเพิ่มเติมกับระบบในอุดมคติ lasing ได้เมื่อได้รับสินค้าทั้งหมดขาดทุน ดังนั้นความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เพียงพอเพื่อให้ได้รับการเอาชนะการสูญเสียเหล่านี้มีความต้องการที่สำคัญนอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าวัสดุสารกึ่งตัวนำฟอร์มวงดนตรีของอเมริกา ดังนั้น พลังงานจลน์ของผู้ให้บริการ , ความไม่สม่ําเสมอของวัสดุ และเป็นเนื้อเดียวกัน ( เช่นผู้ให้บริการขยายขยายอายุการใช้งาน เนื่องจากผู้ให้บริการฟรีกระจาย Phonon ) ทั้งหมดทำเพื่อขยายได้สเปกตรัม ลักษณะของโครงสร้างของวัสดุที่เฉพาะเจาะจงและเกี่ยวข้องกับผลของปัจจุบัน และอุณหภูมิในสเปกตรัมจึงได้รับความสำคัญในการดำเนินงานของเลเซอร์ ลักษณะเหล่านี้ไม่เพียง แต่ตรวจสอบแบบคงที่ แต่ยังแบบไดนามิกประสิทธิภาพของเลเซอร์ไดโอด นอกเหนือไปจากคุณลักษณะของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ , dimensionality ของประจุพาหะในระบบจะกำหนดรูปแบบของความหนาแน่นของสหรัฐอเมริกาอิเล็กทรอนิกส์รูป 1.2 แสดงแผนผังของความหนาแน่นของสหรัฐอเมริกาเป็นฟังก์ชันของ dimensionality ไปจากกลุ่ม ( 3D ) ควอนตัมด็อต ( 0d ) ระบบ ย้ายไปยังบ่อควอนตัม ( qw ) โครงสร้างเอาส่วนประกอบพลังงานจลน์จากทิศทางหนึ่งมิติจากพลังงานทั้งหมดของบริษัทขนส่ง แทนที่มันด้วยควอนตัมจำกัดพลังงาน ขั้นตอนนี้ เช่น ความหนาแน่นของสหรัฐอเมริกาประโยชน์อัตราเปลี่ยนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับวัสดุขนาดใหญ่ และผู้ให้บริการที่มีความเข้มข้นที่ความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจง สำหรับวัสดุที่เป็นกลุ่ม , ความหนาแน่นร่วมของรัฐ ( ผลิตภัณฑ์ของอิเล็กตรอนและหลุมความหนาแน่นของสถานะต่ำมากที่แถบช่องว่าง แต่รัฐเหล่านี้ต้องกรอกในการเข้าถึงพลังงานที่ได้รับอาจจะเพียงพอที่จะเอาชนะในการสูญเสีย ผู้ที่ใช้เติมรัฐเหล่านี้เป็นหลักเสีย ง่าย ยังนอนทริเวียล ประโยชน์ของ qw ปราดเปรียวองค์ประกอบมากกว่ากลุ่มมีการลดลงของปริมาณที่ไปมือในมือกับการลดลงในไดรฟ์ปัจจุบัน นี้ ( พร้อมกับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นของผู้ให้บริการ ) ameliorates ปัญหามากสำหรับเลเซอร์สารกึ่งตัวนำที่เกี่ยวข้องกับกระแสขนาดใหญ่และมีความต้านทานที่เกิดขึ้นในขนาดใหญ่ผลความร้อนจูล .