Источники излучения для волоконно-оптических линий связи. Кавецкая И.В - 16 стр.

                                     16
контур усиления их активной среды охватывает большой энергетический
промежуток.
      2. Полупроводниковые лазеры имеют очень малые размеры (типичные
размеры активной области 100х5х0,1 мкм3 ). Из-за малости выходной апертуры
(менее 1 мкм2) дифракционная расходимость луча у них достигает десятков
градусов.
      3. Пространственные и спектральные характеристики излучения
полупроводниковых лазеров сильно зависят от свойств материала активной
зоны (таких, как структура запрещённой зоны и коэффициент преломления), а
также внешних факторов (например, температуры).
      4. В лазере с p-n переходом накачка производится непосредственно
током, протекающим через прямосмещённый диод. В результате КПД
преобразования достигает уровня более 50%. Этот показатель для всех
остальных лазеров существенно ниже.
      5. Непосредственная токовая накачка позволят осуществить модуляцию
излучения изменением тока через p-n переход. Полупроводниковые лазеры
характеризуются очень малыми временами релаксации стимулированного
излучения. Это позволило к настоящему времени осуществить модуляцию
интенсивности излучения на частотах до десятков ГГц.
      6.   Из-за     значительных    величин     показателя    преломления
полупроводников, используемых для создания лазеров, зеркалами резонаторов
могут служить непосредственно грани кристалла полупроводника.
     2.4.1. Материалы для создания полупроводниковых лазеров
       Общепризнанно, что полупроводниковые материалы для изготовления
лазерных структур должны быть прямозонными. Это означает, что вблизи
запрещённого энергетического промежутка переходы должны происходить без
изменения квазиимпульса (без участия фононов). В этих условиях вероятность
излучательных переходов значительно (на несколько порядков) выше, чем в
непрямозонных полупроводниках, классическим представителем которых
является кремний.
       Существует большое количество полупроводниковых материалов
(преимущественно сложных соединений), удовлетворяющих поставленному
требованию. Ширина запрещённой зоны таких материалов, как Pb xSn1-xSe,
PbxSn1-xTe позволяет создавать лазеры, работающие в дальней ИК области: λ от
7 мкм до 30 мкм и более. Такие лазеры работают, как правило, при низких
температурах (10 - 200° К). Коротковолновая часть оптического спектра
(λ < 0,5 мкм) может быть получена с использованием соединений Cd x Zn1-xS.
Уникальный ряд твёрдых растворов Cdx Hg1-xTe может быть применён для
создания лазеров в широком диапазоне – от 2 до 30 мкм.
       Однако наиболее впечатляющие результаты по достигнутой мощности,
монохроматичности, КПД и другим параметрам получены при использовании
соединений III и V групп. Здесь большое разнообразие параметров бинарных,
тройных и четверных твёрдых растворов алюминия (Al), галлия (Ga), индия
(In), мышьяка (As), фосфора (P), и сурьмы (Sb) позволило создать сложные