半导体发光二极管的发光机理

原子、分子和某些半导体材料，能分别吸收和放出一定波长的光或电磁波。根据固体能带论，半导体中电子的能量状态分为价带和导带，当电子从一个带中能态E1跃迁(转移)到另一带中的能态E2时，就会发出或吸收一定频率(υ)的光。υ与能量差(ΔE=E2-E1)成正比，即

υ=ΔE/h (Hz)

此式称为玻尔条件。式中h=6.626×10-34J·s。当发光二极管工作时，在正偏下，通常半导体的空导带被通过结向其中注入的电子所占据，这些电子与价带上的空穴复合，放射出光子，这就产生了光。发射的光子能量近似为特定半导体的导带与价带之间的带隙能量。这种自然发射过程叫作自发辐射复合（图1）。显然，辐射跃迁是复合发光的基础。注入电子的复合也可能是不发光的，即非辐射复合。在非辐射复合的情况下，导带电子失去的能量可以变成多个声子，使晶体发热，这种过程称为多声子跃迁；也可以和价带空穴复合，把能量交给导带中的另一个电子，使其处于高能态，再通过热平衡过程把多余的能量交给晶格，这种过程称为俄歇复合。随着电子浓度的提高，这种过程将变得更加重要。带间跃迁时，辐射复合和非辐射复合的两种过程相互竞争。有的发光材料表现为辐射复合占优势。

我想问一下楼主，你是想要问光学上的自发和受激辐射（Spontaneous

and

Stimulated

Emission）么？

如果是，那470135251兄弟说的就不是你要的答案。他说的大意是有能量流入半导体，半导体才会发光。否则发出的光这部分能量哪来？

以下回答问题~如果你问的是Spontaneous

and

Stimulated

Emission的话~

是自发辐射。。

所有的半导体发出的光，包括激光的初始原因都是自发辐射。。只有产生了自发辐射之后，才可能引起受激辐射~

而在自发辐射产生光子后，这些光子所引起的受激辐射才会参与进来。。

并不是一开始就是受激辐射。而且之后哪一种辐射占大比例的话，还是要看不同条件的。

它们的结构简单说就是三明治的夹心结构，中间的夹心是有源区。

二者的结构上是相似的，但是LED没有谐振腔，LD有谐振腔。

LD工作原理是基于受激辐射、LED是基于自发辐射。

LD发射功率较高、光谱较窄、直接调制带宽较宽，而LED发射功率较小、光谱较宽、直接调制

带宽较窄。

激光器的工作存在与普通光源不同之处在于，它同时需要 激光工作物质（这在半导体激光二极管LD中，激光工作物质即为半导体材料）， 泵浦（即外加的能量源），谐振腔。

LD和LED 的工作时，其体系结构中都存在半导体工作物质和泵浦源，唯一不同的是，LD在其外层通过自然解理形成一重谐振腔，该谐振腔有一定的发光门限条件（即阈值条件） 当达到这个条件是，激光器才开始粒子数反转受激发光。 当LD的驱动还没达到阈值条件时，它的发光机理其实和LED是没有明显区别的。

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