Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 71 стр.

териалами: Al 0,3 Ga 0,7 As (p) - GaAs и GaAs - Al 0,3 Ga 0,7 As (n).
    Активная область представляет собой слой GaAs толщиной всего 0,1-
0,3 мкм. В такой структуре удалось снизить пороговую плотность тока почти
на два порядка (~ 103 А/см2) по сравнению с устройством на гомоперехо-
де. В результате чего лазер получил возможность работать в непрерывном
режиме при комнатной температуре. Уменьшение пороговой плотности тока
происходит из-за того, что оптические и энергетические характеристики
слоев, участвующих в переходах таковы, что все инжектированные электроны
и оставшиеся дырки эффективно удерживаются только в активной области;
лазерный пучок сосредоточен также только в активной области, где и проис-
ходит его основное усиление и распространение; лазерный пучок не испыты-
вает по этим причинам поглощения в областях, соседних с активной.
    Длина волны излучения такого лазера (λ = 0,85 мкм) попадает в диапазон,
в котором оптический волоконный кварц имеет минимум потерь. В настоя-
щее время разработаны и широко внедряются лазеры на материалах GaAs с
присадками In, P и др. с λ = 1,3 и 1,6 мкм, также попадающие в окна про-
зрачности оптического кварца. Уменьшением ширины полоски лазеров с
полосковой геометрией удалось довести пороговый ток до 50 мА, КПД до
60% (величина, рекордная для всех видов существующих в настоящее время
лазеров). [4]
    Принцип действия и конструктивные особенности полупроводниковых
лазеров во многом сходны с полупроводниковыми светодиодами.
    Инверсная населенность, необходимая для стимулированного когерентно-
го излучения, формируется путем инжекции через прямосмещенный p-n пере-
ход. Резонатор, необходимый для усиления когерентного излучения формиру-
ется путем шлифовки граней кристалла.
    Для того, чтобы переходы с излучением преобладали перед переходами с
поглощением необходимо область рекомбинации в полупроводниковом лазере
легировать до вырождения.
    При прямом смещении в обе p+ и n+ происходит инжекция неравновесных
носителей, и в этих областях на расстояниях порядка диффузионной длины Lp,
Ln будет происходить рекомбинация неравновесных носителей.
    При малых плотностях тока (низкий уровень инжекции) высока вероят-
ность спонтанного излучения и спектральная линия достаточно широкая. При
высоких уровнях тока (высокий уровень инжекции) вероятность стимулиро-
ванного излучения возрастает как по отношению к вероятности спонтанного
излучения, так и по отношению к вероятности поглощения, и на спектраль-
ной характеристике появляется узкая линяя когерентного излучения. Значение
тока, при котором появляется линия когерентного излучения, называют поро-
говым током.
    На рис. 2.4.3 показана базовая структура лазера с p-n переходом. Две боко-
вые грани структуры скалываются или полируются перпендикулярно плоскос-

                                        71