半導體激光發(fā)生器技術及發(fā)展歷程
2013-03-12
晶體管利用一種稱為半導體的材料的特殊性能。電流由運動的電子承載。普通的金屬，如銅是電的好導體，因為它們的電子沒有緊密的和原子核相連，很容易被 一個正電荷吸引。其它的物體，例如橡膠，是絕緣體--電的不良導體--因為它們的電子不能自由運動。半導體，正如它們的名字暗示的那樣，處于兩者之間，它們通常情況下象絕緣體，但是在某種條件下會導電。
這樣一種激光發(fā)生器不是只靠象把奶酪夾在兩片面包那樣，簡單地塞進一個活躍層就能制造出來的。半導體晶體中的原子以點陣的方式排列，由電子組成化學鍵。要想制造出一個在兩個原子之間有必要電子鍵連接的多層半導體，這個裝置必須是由一元半導體單元組成，我們稱之為多層晶體。
1967年，貝爾實驗室的研究員Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型--即其中幾個鋁原子代替一些鎵，一種稱為"摻雜"的過程--來創(chuàng)造一種合適的多層晶體的可能性的建議。這種修改型的化合物，AlGaAs, 的原子間隔和GaAs相差不到1000分之一。研究人員提出，把AlGaAs種植在GaAs 薄層的任何一邊，它都會把所有的激光作用限制在GaAs層內(nèi)。在他們面前，還要有幾年的工作，但是通向"不間斷狀態(tài)" 激光發(fā)生器-在室溫下仍能持續(xù)工作的微型半導體裝置-的大門已經(jīng)敞開了。
還有一個障礙：怎樣發(fā)射跨過長距離的光信號。長波無線電波可以很容易穿透濃霧和大雨，在空氣中自由傳播，但是短波激光會被空氣中的水蒸氣和其它顆粒反射回來，以至于不是被分散就是被 阻擋住。一個多霧的天氣會使 激光通訊聯(lián)絡終斷，因此光需要一個類似于電話線的導管。
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