非本征增益英文解释翻译、非本征增益的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 extrinsic gain
分词翻译:
非的英语翻译:
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
本的英语翻译:
the root of a plant; this
【机】 aetioporphyrin
征的英语翻译:
ask for; go on a campaign; go on a journey; levy; sign
【医】 sign; signe; signum
增益的英语翻译:
gain; plus
【计】 gain
【化】 gain
专业解析
非本征增益(Extrinsic Gain) 是半导体物理学和光电子学中的一个重要概念,特指通过外部人为调控手段(如掺杂、载流子注入、外加电场或光激发等)在半导体材料中引入额外的载流子(电子或空穴),从而增强其光学或电学增益能力的过程。与材料固有的本征增益(Intrinsic Gain) 不同,非本征增益依赖于外部因素,可通过工程手段进行设计和优化。
核心机制
- 载流子注入与粒子数反转:在半导体激光器或放大器中,通过向有源区(如量子阱)注入电流(电泵浦)或光照(光泵浦),人为创造高浓度的非平衡载流子(电子和空穴)。当注入强度足够大时,导带底的电子浓度超过价带顶的空穴浓度,形成粒子数反转状态。这是实现受激发射(即光学增益)的必要条件。
- 掺杂引入自由载流子:在半导体材料中掺入特定杂质(施主或受主),可显著增加自由电子或空穴的浓度。这些额外的载流子可以参与受激发射过程,提升材料的增益系数。掺杂是实现非本征增益最常用的方法之一。
- 能带工程调控:利用异质结、量子阱、量子点等结构设计,可以改变材料的能带结构和载流子分布,优化非平衡载流子的限制和利用效率,从而增强非本征增益效果。
应用场景
- 半导体激光器(Laser Diodes):非本征增益是实现激光振荡的核心。通过电流注入在PN结或有源区形成粒子数反转,提供光放大所需的增益介质。
- 半导体光放大器(SOAs):利用电流注入产生的非本征增益,对输入的光信号进行放大。
- 光电调制器:通过电场调控载流子浓度(等离子体色散效应),改变材料的折射率或吸收系数,实现光信号的调制,其效率与非本征载流子浓度密切相关。
与本征增益的区别
- 本征增益:源于材料本身的物理属性(如带隙、能带结构、本征载流子浓度),在未受外部干扰(如未掺杂、无注入)的热平衡状态下存在,通常较弱且不易调控。
- 非本征增益:由外部引入的额外载流子或能量激发产生,强度远高于本征增益,且可通过改变注入电流、掺杂浓度、光照强度等外部参数进行精确控制和显著提升,是实现高性能光电器件(如激光器)的关键 。
参考来源
- Coldren, L. A., Corzine, S. W., & Mašanović, M. L. (2012). Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits (2nd ed.). John Wiley & Sons. (Chapter 3: Optical Gain and Feedback) - 详细阐述了半导体激光器中光学增益的原理,包括非本征增益的实现机制。
- Sze, S. M., & Ng, K. K. (2007). Physics of Semiconductor Devices (3rd ed.). John Wiley & Sons. (Chapter 12: Lasers and Photodetectors) - 经典教材,解释了半导体中的增益过程,强调了掺杂和载流子注入对增益的贡献。
- IEEE Journal of Quantum Electronics - 该期刊持续发表关于半导体增益机制、载流子动力学及器件物理的最新研究成果,提供了非本征增益理论及应用的前沿进展。
网络扩展解释
“非本征增益”是一个专业术语,主要在电子学、光学或材料科学领域中使用。根据搜索结果中的信息,以下是综合解释:
1.基本概念
-
增益(Gain):指信号通过放大器、天线等系统时的放大倍数,通常以分贝(dB)表示,计算公式为:
$$
G = 10 log{10}left(frac{P{text{out}}}{P{text{in}}}right)
$$
其中 ( P{text{out}} ) 和 ( P_{text{in}} ) 分别为输出和输入功率。
-
非本征(Extrinsic):指由外部因素(如结构设计、环境条件等)引起的特性,与材料或系统本身的固有属性(本征)相对。
2.非本征增益的含义
这一术语可能表示通过外部手段实现的信号放大,例如:
- 在激光器中,通过光学谐振腔设计增强光的放大效果;
- 在电子放大器中,通过反馈电路调整增益;
- 在天线设计中,通过定向结构提高辐射效率。
3.应用场景
- 光学领域:如激光器的非本征增益可能涉及谐振腔对光的多次反射放大。
- 半导体器件:掺杂或外部电场引起的载流子迁移率变化,从而影响增益。
4.补充说明
由于搜索结果中直接提及“非本征增益”的权威资料有限(仅),上述解释基于“增益”的通用定义和“非本征”的常见用法推断。若需更精准的定义,建议参考光电技术或半导体物理的专业文献。
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