Главная | Обратная связь

Полупроводниковый лазер.

Энергетический спектр идеального полупроводника состоит из очень широких зон: это валентная зона V и зона проводимо­сти С, разделенные областью запрещенных значений энергии (запрещенной зоной).

Поскольку электроны стремятся перейти из зоны С в зону V (т. е. рекомбинировать с дыркой), то, если поместить такой полупроводник в соответствующий резонатор, можно получить лазерную генерацию. Необходимым условием лазерной генера­ции должно быть превышение числа вынужденных актов испускания фотонов над числом актов их поглощения. Чтобы получить вынужденное излучение, должно вы­полняться условие

Bq[f_с(1–f_υ)-f_υ(1–f_c)]>0.

Принцип действия полупроводникового лазера с р–n–переходом, а – нулевое смещение; б–смещение в прямом направлении.

Ha рис.1 схематически показано устройство лазера, ис­пользующего р–п–переход (заштрихованная область представ­ляет собой запирающий слой). Чтобы получить лазерную генерацию, две про­тивоположные поверхности полупроводникового образца поли­руют и делают плоскопараллельными, а две другие оставляют грубо обработанными с тем, чтобы предотвратить генерацию в нежелательных направлениях. Обычно обе рабочие поверх­ности не имеют отражающих покрытий.

а – схема устройства полупроводникового лазера; б – распределе­ние интенсивности излучения лазера в поперечном сечении.

Полупроводниковый лазер не может работать в непрерывном режиме при температурахвыше неко­торой критической температуры Т_с. Повышенные тем­пературы требуют более высокой плотности тока, которая в свою очередь приводит к дальнейшему росту температуры, исключая таким образом возможность получений непрерывного режима генерации. Самые эффективные лазеры имеют очень широкую полосу генерации (>10¹¹Гц)