Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

65
2.2.2. Полупроводниковые лазеры на n-р переходе
В основе работы лазеров на n-р переходе, так же как и в светодиодах,
лежит излучательная рекомбинация инжектированных n-р переходом
носителей заряда. Но для генерации лазерного излучения необходимо создать
инверсную заселенность энергетических уровней, то есть ситуацию, при
которой концентрация носителей на верхнем энергетическом уровне перехода
больше, чем на нижнем. Для этого необходима высокая степень легирования
примесями обоих областей n-р перехода, при которой полупроводники
вырождены и уровень Ферми оказывается в разрешенных зонах. Схема лазера
на n-р переходе (а) и спектр его излучения (б) показаны на рис.2.2.
При малых токах через n-р переход уровень инжекции невелик и
генерации нет. С ростом тока создается инверсная заселенность и при
некотором пороговом токе возникает индуцированное излучение. Момент
начала генерации может быть зарегистрирован по резкому сужению
спектральной линии и увеличению интенсивности излучения. Оптический
резонатор в полупроводниковом лазере формируется за счет специальным
образом сколотых граней кристалла и внешних зеркал. Лучшими материалами
для рассматриваемых лазеров в настоящее время являются арсенид галлия,
арсенид галлия-алюминия и другие соединения типа А
3
B
5
.
лазерное
излучение
h
ν
p
n
+
-
0,844
0,848
λ
,мкм
Ф,отн.ед
I>I
I<I
ПОР
ПОР
Рис.2.2. Схема (а) и спектральная характеристика (б) лазера на n-р переходе
Толщина излучающей области составляет порядка 2 мкм. Хотя
теоретический КПД таких лазеров очень велик, реально он составляет 2-3 %
при комнатной температуре из-за многочисленных каналов потерь и высокой
дефектности сильнолегированных полупроводников. Пороговые плотности 
             2.2.2. Полупроводниковые лазеры на n-р переходе
      В основе работы лазеров на n-р переходе, так же как и в светодиодах,
лежит излучательная рекомбинация инжектированных n-р переходом
носителей заряда. Но для генерации лазерного излучения необходимо создать
инверсную заселенность энергетических уровней, то есть ситуацию, при
которой концентрация носителей на верхнем энергетическом уровне перехода
больше, чем на нижнем. Для этого необходима высокая степень легирования
примесями обоих областей n-р перехода, при которой полупроводники
вырождены и уровень Ферми оказывается в разрешенных зонах. Схема лазера
на n-р переходе (а) и спектр его излучения (б) показаны на рис.2.2.
      При малых токах через n-р переход уровень инжекции невелик и
генерации нет. С ростом тока создается инверсная заселенность и при
некотором пороговом токе возникает индуцированное излучение. Момент
начала генерации может быть зарегистрирован по резкому сужению
спектральной линии и увеличению интенсивности излучения. Оптический
резонатор в полупроводниковом лазере формируется за счет специальным
образом сколотых граней кристалла и внешних зеркал. Лучшими материалами
для рассматриваемых лазеров в настоящее время являются арсенид галлия,
арсенид галлия-алюминия и другие соединения типа А3B5.

                                               Ф,отн.ед
 +
                                                            I>I ПОР
             p               лазерное
                             излучение

                                  hν
                                                                  I

Страницы