M6 Emisión de Luz (LED/Láser)

Tópico

La recombinación radiativa que ya establece otro modelo de este conjunto emite, dentro de este LED, luz de manera espontánea: cada electrón y cada hueco que se recombinan entre sí mediante esta misma recombinación radiativa, en lugar de mediante la recombinación SRH o la recombinación Auger que ese mismo otro modelo también describe, emiten, en un instante impredecible y en una dirección aleatoria propia, un único fotón cuya energía corresponde al bandgap de este material semiconductor. Que esta recombinación radiativa domine, dentro de este LED, sobre esta recombinación SRH y sobre esta recombinación Auger hace que este LED emita, en consecuencia, una fracción mayor de estos fotones espontáneos por cada par electrón-hueco inyectado en él.

Que este mismo material semiconductor alcance, en cambio, una inversión de población, con más electrones ocupando los estados de energía más altos que los que ocupan los estados de energía más bajos disponibles para esta misma recombinación radiativa, y que además se encuentre confinado dentro de una cavidad resonante, un par de espejos que reflejan a esta luz emitida de un lado a otro a través de este material semiconductor una y otra vez, produce, en lugar de esta emisión espontánea, una emisión estimulada coherente, la que caracteriza a un láser semiconductor: un fotón que ya atraviesa esta cavidad resonante estimula, al pasar cerca de un electrón y un hueco todavía sin recombinar dentro de esta inversión de población, la emisión de un segundo fotón idéntico a él, de la misma energía, de la misma fase y de la misma dirección, en lugar de esperar a que ese electrón y ese hueco se recombinen de manera espontánea e impredecible. Que esta inversión de población dentro de este material semiconductor sea mayor hace que esta emisión estimulada coherente, cada vez que un fotón atraviesa esta cavidad resonante, produzca en consecuencia un número mayor de estos fotones idénticos adicionales.

Por eso este modelo, con la emisión espontánea del LED y esta emisión estimulada coherente del láser con las que se abrió, define, a través de la ganancia óptica que esta misma emisión estimulada coherente aporta en cada pasada por esta cavidad resonante, la condición de umbral de este láser semiconductor: mientras esta ganancia óptica permanezca por debajo de las pérdidas ópticas de esta cavidad resonante, la transmisión a través de sus propios espejos y la absorción dentro de este material semiconductor, esta emisión espontánea sigue dominando sobre esta emisión estimulada coherente y ningún haz de luz coherente llega a acumularse dentro de esta cavidad resonante; en cuanto esta ganancia óptica iguala a estas mismas pérdidas ópticas, en esta condición de umbral, esta emisión estimulada coherente pasa a dominar y este láser semiconductor comienza a emitir su haz de luz coherente característico. Que esta inversión de población dentro de este material semiconductor supere, en consecuencia, a la que exige exactamente esta condición de umbral hace que esta ganancia óptica de este láser semiconductor supere a estas mismas pérdidas ópticas, y que este láser semiconductor, en consecuencia, emita luz coherente.

ID:4506