一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法技术

本发明专利技术公开了一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法，该实验方法的装置包括激光芯片(芯片水平两侧端面仅一端镀有增透膜)、平凸透镜、偏光镜、光纤耦合器、光纤及光谱仪。在芯片两侧的同一水平线上依次放置平凸透镜、偏光镜、平凸透镜、光纤耦合器，用光纤连接光纤耦合器与光谱仪。首先对激光芯片施加能量，芯片两侧会辐射发光，通过平凸透镜将两侧光谱分别聚焦到光纤耦合器，再通过光纤传输给光谱仪。通过转动偏光镜可选择不同的偏振光谱，获得横向电场/横向磁场模式下的特定光谱图像，最后将两端光谱数据带入建立的公式，即可计算出激光芯片电子和空穴的复合速率。芯片电子和空穴的复合速率。芯片电子和空穴的复合速率。

【技术实现步骤摘要】
一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法


[0001]本专利技术涉及光学的
，尤其是涉及一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法。

技术介绍

[0002]针对实验对象电子空穴复合速率的测量是研究激光物理的必要条件之一，而材料的电子空穴复合速率的测量则是发光性质研究的重要组成部分之一。随着材料科学以及专业化制造技术的发展，我们需要根据研究对象的基础性质数据来提高材料发光的性能，并通过一定的专业化制造高性能的激光器。
[0003]现有获取电子空穴复合速率的方法通常是采用理论模拟来实现。但理论模拟通常是在理想情况下来计算复合速率，具有大量的理论近似，同时也无法获得准确的复合速率，并且由于测量材料的特殊性，导致实验成本相对偏高和容错率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的测量电子空穴复合发光速率的实验方法的具体技术方案如下：
[0006]一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量电子空穴复合发光速率的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在芯片(5)的一侧顺次设置有第一平凸透镜(L1)、第一偏光镜(P1)、第三平凸透镜(L3)、第一光纤耦合器(1)，所述第一光纤耦合器(1)通过第一光纤(7)与第一光谱仪(3)连接，所述芯片(5)靠近第一平凸透镜(L1)的一侧的端面镀有增透膜(6)；在芯片(5)的另一侧顺次设置有第二平凸透镜(L2)、第二偏光镜(P2)、第四平凸透镜(L4)、第二光纤耦合器(2)，所述第二光纤耦合器(2)通过第二光纤(8)与第二光谱仪(4)连接；S2、对芯片(5)通过激励器(9)施加激励能量，为芯片发光提供动力；S3、芯片(5)镀有增透膜(6)的一侧发出的光首先通过第一平凸透镜(L1)变成平行光，平行光通过第一偏光镜(P1)和第三平凸透镜(L3)汇聚到第一光纤耦合器(1)，利用第一光纤耦合器(1)将光引入第一光纤(7)，再通过第一光纤(7)将光信号传导进入第一光谱仪(3)，从芯片(5)镀有增透膜(6)的一侧采集到的光谱I
PL1
与芯片(5)的关系公式如下：式一：其中，Isp为自发辐射速率，G为芯片(5)的模式增益，R为芯片(5)未镀膜一端的反射率，L为芯片(5)的长度；芯片(5)另一侧发出的光首先通过第二平凸透镜(L2)变成平行光，平行光通过第二偏光镜(P2)和第四平凸透镜(L4)汇聚到第二光纤耦合器(2)，利用第二光纤耦合器(2)将光引入第二光纤(8)，再通过第二光纤(8)将光信号传导进入第二光谱仪(4)，从芯片(5)另一自然端面采集到的光谱I
PL2
与芯片(5)的关系公式如下：式二：其中，Isp为自发辐射速率，G为芯片(5)的模式增益，R为芯片(5)未镀膜一端的反射率，L为芯片(5)的长度；S4、转动第一偏光镜(P1)和第二偏光镜(P2)，选择TE模式或TM模式的偏振光谱，利用第一光谱仪(3)记录芯片(5)有增透膜(6)一侧辐射的光谱，第二光谱仪(4)记录无增透膜一端辐射出的偏振光谱；由以上式一和式二联立，分别获得：式三：式四：式四：又反转因子P
F
和电子空穴复合发光速率r
sp
(hv)的公式如下：式五：式六：
式七：式七：其中，C：比例因子；Γ：限制因子；n：激光材料折射率；h：普朗克常量；v：光子频率；约化普朗克常量；c：真空光速；m
r
：电子
‑
空穴对的有效质量；u：阶跃函数；E
g
：能带间隙；τ
r
：辐射复合寿命；d：激光材料厚度；将式三、四带入式五、六、七三式联立得到电子空穴的复合发光速率r
sp
(hv)的推导公式如下:；S5、将第一光谱仪(3)和第二光谱仪(4)采集的芯片(5)两侧的偏振光谱数据I
PL1
和I
PL1
带入电子空穴的复合发光速率r
sp
(hv)的推导公式，分别计算出TE和TM模式下激光芯片电子空穴的复合速率。2.根据权利要求1所述的测量电子空穴复合发光速率的实验方法，其特征在于，步骤S1具体通过以下步骤实现：S1
‑
1、在芯片(5)的一侧顺次设置有第一平凸透镜(L1)、第一偏光镜(P1)、第三平凸透镜(L3)、第一光纤耦合器(1)；在芯片(5)的另一侧顺次设置有第二平凸透镜(L2)、第二偏光镜(P2)、第四平凸透镜(L4)、第二光纤耦合器(2)；S1
‑
2、第一平凸透镜(L1)距离芯片(5)端面的距离L1由第一平凸透镜(L1)的焦距f1决定，即L1＝f1；第二平凸透镜(L2)距离芯片(5)端面的距离L2由第二平凸透镜(L2)的焦距f2决定，即L2＝f2；第一光纤耦合器(1)和第二光纤耦合器(2)分别位于第三平凸透...

【专利技术属性】
技术研发人员：于庆南，包智慧，季慧娴，廖玲，屠思鹏，龚诗颖，刘新雨，潘玉，李可，刘子键，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：