Полупроводниковые инжекционные лазеры. Иванов Н.А. - 9 стр.

          ∆E < hν < ( E Fn − E Fp ) , то оно может индуцировать только переходы, направленные вниз от
          заполненных состояний зоны проводимости на свободные состояния у потолка валентной
          зоны. Интенсивность света при этом будет возрастать. Для осуществления генерация
          когерентного излучения p − n переход помещают в оптический резонатор. Такая
          конструкция и представляет собой полупроводниковый инжекционный лазер. Обычно роль
          резонаторов в полупроводниковых лазерах выполняют плоскопараллельные грани
          кристалла, перпендикулярные плоскости p − n перехода. Поверхности этих граней высокого
                                                                  оптического качества получают
                                                                  либо      полировкой,       либо
                                                                  скалыванием по естественным
                                                                           кристаллографическим
                                                                  плоскостям.         Конструкция
                                                                  типичного лазера на арсениде
                                                                  галия, длина волны излучения
                                                                  которого близка к 0,84 мкм,
                                                                  показана на рис. 6. В нем
                                                                  использован       вырожденный
                                                                  полупроводник      n -типа (1),
                                                                  содержащий       1018     атомов
                                                                  донорной примеси теллура в 1
                                                                                       Рис.6.

          см3. P -область образована путем диффузии акцепторной примеси цинка с поверхностной
          концентрацией 102 103 см3 (2). Торцевые поверхности (3), перпендикулярные плоскости
          перехода (отполированные или сколотые), служат отражателями лазерного резонатора.

                            1.3 Порог генерации и КПД инжекционных лазеров


                Предположим для простоты, что электромагнитное излучение локализовано в
          активной области кристалла (в области инверсии). Реально это условие выполняется в
          инжекционных лазерах с двойной гетероструктурой. Пусть L -длина кристалла в
          направлении распространения света, w -его ширина, а d -толщина активной области с
          инверсной заселенностью. Объем активной области равен Lwd . Выражение (10) для
          коэффициента усиления в этом случае примет вид:

                                       (n2 − n1 )c 2 / dLw
                                 γ (ν ) =                  ,             (14)
                                           8πn 2ν 2 t сп
           где n2 и n1 числа электронов в зоне проводимости и в валентной зоне соответственно.
           Пусть температура низка настолько, что n = 0 (это условие выполняется при E >> kT . Для
           GaAs оно выполняется при комнатной температуре). В этом случае общее число
           электронов, прошедших через p − n -переход, равно числу спонтанных рекомбинаций за то
           же время.
                                 n 2 Jη i
                                      =   ,                                (15)
                                 t сп   c

                                                                                                    9

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com