Инжекционный лазер

Инжекцио́нный ла́зер — полупроводниковый лазер, в котором инверсия населенностей создается в результате инжекции электронов и дырок в область электронно-дырочного перехода или гетероперехода под действием электрического поля. Инжекционный лазер отличает простота конструкции, малые габаритные размеры полупроводникового кристалла, используемого одновременно в качестве активного элемента и оптического резонатора лазера. Он представляет собой полупроводниковый диод, у которого две плоскопараллельные поверхности, перпендикулярные электронно-дырочному переходу, образуют оптический резонатор с коэффициентом отражения от граней кристалла около 20-40%. Инверсия населенностей достигается при большой плотности прямого тока через диод. Для получения интенсивной инжекции применяют легированные полупроводники. Инжекционный лазер имеет высокий кпд (до 50%), широкий диапазон рабочих частот (свыше 109 Гц), но относительно невысокую когерентность излучения. Инжекционные лазеры на гетеропереходе (появились в 1968) представляют собой двусторонние гетероструктуры. Активный слой (GaAs) заключен между двумя полупроводниковыми гетеропереходами, один из которых (типа электронно-дырочного) служит для инжекции электронов, а второй (типа дырочно-дырочного) отражает инжектированные электроны, препятствуя их диффузионному растеканию из активного слоя (электронное ограничение).
При одинаковом токе накачки в активном слое гетероструктуры достигается большая концентрация электронно-дырочных пар и, следовательно, большее оптическое усиление, чем в полупроводниковом лазере на электронно-дырочных переходах. Преимуществом гетероструктуры является то, что образованный активным слоем диэлектрический волновод удерживает излучение, распространяющееся вдоль структуры, в пределах активного слоя (оптическое ограничение), благодаря чему оптическое усиление используется более эффективно. Для полупроводниковых лазеров на гетеропереходе необходимая плотность тока более чем в 10 раз ниже, чем у полупроводниковых лазерах на электронно-дырочном переходе.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика