半导体可饱和吸收镜的基本结构

半导体可饱和吸收镜（SESAM）的基本结构就是把反射镜与半导体可饱和吸收体结合在一起。底层一般为半导体反射镜，其上生长一层半导体可饱和吸收 体薄膜，最上层可能生长一层反射镜或直接利用半导体与空气的界面作为反射镜，这样上下两个反射镜就形成了一个法布里-珀罗腔，通过改变吸收体的厚度以及两 反射镜的反射率，可以调节吸收体的调制深度和反射镜的带宽。

一般来说半导体的吸收有两个特征弛豫时间，带内热平衡 (intraband thermalization) 弛豫时间和带间跃迁 (interband transition) 弛豫时间。带内热平衡弛豫时间很短，在100-200 fs左右，而带间跃迁弛豫时间则相对较长，从几ps到几百ps。带内热平衡弛豫时间基本上无法控制，而带间跃迁弛豫时间主要取决于半导体生长时衬底的温 度，生长时的温度越低，带间跃迁弛豫时间越短。在SESAM锁模过程中，响应时间较长的带间跃迁 (如载流子重组) 提供了锁模的自启动机制，而响应时间很短的带内热平衡可以有效压缩脉宽、维持锁模。

弛豫就是从一种状态逐渐过渡到另一种状态的变化过程。 晶格弛豫就是晶格受到某种作用而逐渐发生变化的一种过程。半导体载流子的弛豫有动量弛豫和能量弛豫：动量弛豫是载流子在电场作用下，其动量发生变化的过程，能量弛豫是载流子在电场作用下，其能量发生变化的过程，一般动量弛豫时间要比能量弛豫时间短得多，这也就是产生速度过冲的原因。

复合中心半导体中某些杂质和缺陷可以促进载流子复合，对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷称为复合中心。作为复合中心的杂质与缺陷一般在禁带中引入一个或几个深能级，它们既可以俘获电子又能俘获空穴，从而促进复合过程。

陷阱中心是一种深能级的杂质或缺陷。陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强，而俘获另一种载流子的作用特别弱，则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。例如电子陷阱就起着存储电子的作用，空穴陷阱就起着存储空穴的作用。

一般来说，陷阱中心的能级深度要比复合中心能级的浅。

热平衡时由缺陷或杂质引入的能级上具有一定数量的热平衡电子，当半导体内引入非平衡载流子时，这些能级上的电子数目将发生变化，如果能级上电子数目增加则该能级具有俘获非平衡电子能力，该能级称为电子陷阱。反之若该能级上电子数目减少则该能级具有俘获空穴的能力称为空穴陷阱。

当非平衡载流子落入陷阱后基本上不能直接发生复合，而必须首先激发到导带或价带，然后才能通过复合中心而复合。在整个过程中，载流子从陷阱激发到导带或价带所需的平均时间比它们从导带或价带发生复合所需的平均时间长得多，因此陷阱的存在大大增加了从非平衡恢复到平衡态的弛豫时间。

百度百科  陷阱（物理学术语）

百度百科 复合中心

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