Источники излучения для волоконно-оптических линий связи. Кавецкая И.В - 13 стр.

                                      13
спонтанно рекомбинируют. Вследствие фазового условия (1) свет, создаваемый
стимулированным излучением в оптической резонансной структуре, подобной
структуре лазерного диода, является когерентным, а устройство, как говорят,
работает в режиме генерации.
      С количественной точки зрения порог лазерной генерации соответствует
точке, при которой возрастание числа фотонов (в единицу времени) лазерных
мод за счет стимулированного излучения точно равно числу фотонов, теряемых
за тот же промежуток времени в результате рассеяния, поглощения или
излучения из лазера. Пользуясь этим, можно получить функциональное
выражение порогового тока в зависимости от различных материалов и
геометрических параметров.



         Расстояние,
   перпендикулярное
   плоскости перехода
                                      D
                                                p
                             d



                                                n




                                                    Плотность фотонов

     Рис. 6. Поперечное пространственное распределение энергии в лазерном диоде.

      Свет из лазера излучается преимущественно в направлении,
перпендикулярном поверхностям Фабри-Перо. Поперечное пространственное
распределение энергии световых волн (плотность фотонов) представлено на
рис. 6. Распределение фотонов простирается в неактивную (неинвертируемую)
область с каждой стороны перехода в основном за счет дифракции. Таким
образом, существует светоизлучающий слой толщиной D, который больше
толщины d слоя с активной или инверсной населенностью. Например, в диоде
из GaAs d ~ 1 мкм, D ~ 10 мкм. На основе идеализированной кривой
пространственного распределения энергии можно заключить, что из полного
числа фотонов, существующих в лазерных модах в данное время, только часть
d/D остается в активной области и может генерировать дополнительные
фотоны за счет стимулированного излучения. Этот эффект снижает усиление,
возможное в данном устройстве.
      Чтобы вывести количественное выражение для пороговой плотности
тока, необходимого для появления лазерного эффекта, рассмотрим один проход
волны лазерного света (поток фотонов) от одной поверхности Фабри-Перо до