Оптические методы в информатике. Наний О.Е - 92 стр.

                                92




   Если электромагнитная волна распространяется в области, где
имеет место изменение показателя преломления, то из-за
волноводного эффекта волна оказывается локализованной в
пространстве вблизи этой области. Это является причиной, по которой
в    резонаторе      полупроводникового     лазера    возбуждаются
диэлектрические волноводные моды. Интенсивность поля в этих
модах быстро спадает по мере удаления от плоскостей, которые
можно рассматривать как границы волновода (области локализации).
   Однако толщина активного слоя (локализация инверсной
населенности) t, в случае гомоперехода существенно меньше области
локализации волноводной моды d. Так, например для p-n-перехода,
приготовленного в кристалле GaAs, значение величины t составляет 
1 мкм, а величины d -  2 - 5 мкм. Такое соотношение этих величин
является следствием сравнительно небольшого перепада показателя
преломления, возникающего в пограничной области ( 0,1 - 1%).
   Такое соотношение величин d и t является невыгодным по
следующей причине. Т.к. d > t, то активный слой перекрывается лишь
частью распространяющейся волны. Другая же ее часть оказывается
за пределами этого слоя и при распространении не усиливается, а
ослабляется. Очевидно, что если при неизменной толщине активного
слоя t уменьшить область локализации волноводной моды d, то это
приведет к снижению потерь и порогового значения плотности тока
инжекции (накачки).
   Если же d < t, то в процессе квантового усиления принимают
участие не все активные частицы, т.к. часть из них оказывается вне
основной части поля распространяющейся волны. Заметим, что в
лазерах других типов в большинстве случаев имеет место именно
такая ситуация. При таком соотношении d и t              повышение
эффективности действия лазера и снижение порогового значения
плотности тока инжекции достигается уменьшением толщины
активного слоя p-n-перехода t (сближении значений d и t).
Оптимальным является соотношение d = t.
   В первых полупроводниковых лазерах использовался p-n-
гомопереход, и материалом для его создания был прямозонный
кристалл арсенида галлия - GaAs .
   Темп     излучательных      рекомбинационных      переходов    в
прямозонных кристаллах более высок, чем в непрямозонных, т.е. в
таких кристаллах, где рекомбинация носителей осуществляется путем
непрямых переходов с участием фононов.