Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 69 стр.

    Можно выделить два основных типа полупроводниковых лазеров, а имен-
но: лазер на гомопереходе и лазер на двойном гетеропереходе (ДГ). Первый
интересен в чисто историческом (так были устроены первые полупроводнико-
вые лазеры) и физическом смыслах, а также тем, что позволяет лучше оценить
преимущества лазеров на ДГ, которые работают в непрерывном режиме и при
комнатной температуре. Спектр применений лазеров на ДГ интенсивно рас-
ширяется.

Лазер на гомопереходе
    В подобных лазерах p- и n-области выполнены на одном материале. При-
чем обе области являются вырожденными полупроводниками с концентраци-
ей носителей порядка 1018 ат/см3. При такой концентрации уровень Ферми Efn
для p-области попадает в валентную зону, а уровни Ферми Efn для n-области - в
зону проводимости (рис.2.4.1, а). В отсутствие напряжения оба уровня имеют
одну и ту же энергию. Когда напряжение будет приложено, то оба уровня раз-
бегутся на величину ∆E = e⋅U. Зонная структура примет вид, изображенный
на рис.2.4.1, б. Из рисунка видно, что в области p - n - перехода возникает ин-
версия населенностей. Дальнейший процесс рекомбинации вызовет лазерную
генерацию.
                                                                активная область

             p                n                             p                      n

                                                                                        Fn
                 Eg
                                                   Eg
                                                                                   ∆E
   Fp                                  Fn
                                             Fp



         а                                              б



Рис. 4.11. Принцип действия полупроводникового лазера на основе p-n - перехода:
а - отсутствие смещения; б - при смещении в прямом направлении
    Конструктивно активный слой из p-n - перехода помещается между двумя
металлическими пластинами с припаянными электродами. Типичный размеры
активной области не превышает 200-500 мкм, отражающие поверхности со-
здаются путем скалывания выходных граней полупроводникового монокрис-
талла.
    В таком виде лазер имеет недостаток, заключающийся в том, что размер
лазерного пучка ( ~ 5 мкм) значительно превышает активную область в попе-
речном направлении ( d = 1 мкм ). В результате чего проникает далеко в p- и
n- области, где испытывает сильное поглощение. По этой причине пороговая

                                              69