Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 61 стр.

гласующиеся со спектром излучения ксеноновых ламп. Возбужденные ионы
хрома передают энергию возбуждения активным центрам - ионам неодима.
      Достаточно широко применяются лазеры на стеклах, активированных
редкоземельными элементами , в частности неодимом. Лазер на стекле с не-
одимом, как и лазер на гранате с неодимом, работает по четырехуровневой схе-
ме. Генерируемое излучение имеет λ = 1,06 мкм.

     4.3.3 Полупроводниковые инжекционные лазеры

      Излучение квантов света в полупроводниках происходит благодаря пере-
ходам электронов из зоны проводимости (ЗП) в валентную зону (ВЗ). При этом
высвобождается энергия E = hν , приблизительно равная ширине запрещенной
зоны. Этот процесс эквивалентен рекомбинации электронов и дырок. Высвечи-
вание может быть спонтанным и вынужденным. Создать лазер на основе бес-
примесного полупроводника можно накачивая его оптически, либо электрон-
ным пучком. Однако создать инверсную населённость, т.е. преобладание элек-
тронов на нижнем крае ЗП над их концентрацией в верхнем крае ВЗ трудно.
      Гораздо легче создать инверсную населённость в примесных полупро-
водниках, которые, благодаря разнообразию вводимых примесей, способны де-
монстрировать широкий спектр выходных характеристик. Уже при комнатных
температурах большое число электронов с уровня донорной примеси (УДП) пе-
реходит в ЗП, а одновременно электроны переходят из ВЗ на уровень акцептор-
ной примеси (УАП), освобождая в ВЗ множество дырок (рисунок 4.8).
                                   Для создания инверсии заселенностей в по-
                             лупроводниковой активной среде можно привес-
                             ти в контакт друг с другом два вырожденных по-
                             лупроводника разного типа (n-полупроводник и
                             p-полупроводник). Такой контакт называют p-n
                             переходом. Приложим к p-n переходу электриче-
                             ское напряжение так, как показано на рисунке
                             4.9. Под действием поля электроны проводимо-
                             сти из n-полупроводника будут инжектироваться
                             в область p-n перехода; одновременно в эту же
       Рисунок 4.8           область будут инжектироваться дырки из p-
                             полупроводника. В области p-n перехода будут
происходить переходы электронов из зоны проводимости в валентную зону
(рекомбинация электронов проводимости и дырок), на
которых при наличии оптического резонатора может
быть реализована лазерная генерация. Таков принцип
действия полупроводниковых лазеров, называемых
инжекционными лазерами. Наиболее широко приме-
няется инжекционный лазер на арсениде галлия GaAs.
Вырожденный n-полупроводник получается при внесе-
нии в арсенид галлия примеси теллура; концентрация

                                                             Рисунок 4.9
                                                                       145