Л <иер двойном гетеропереходе

Лазер на двойном гетеропереходе [c.412]

Ограничения, отмеченные в предыдущем разделе, сдерживали широкое использование полупроводниковых лазеров до тех пор, пока НС были предложены вначале одинарные гетеропереходы, а вскоре послс этого — двойные гетеропереходы. Мы ограничимся тем, что рассмотрим последний тип перехода, поскольку только он обычно и применяется. Чтобы проиллюстрировать его [c.412]

Рис. 6.43, Схематическое представление полупроводникового лазера с двойным гетеропереходом. Активная область представляет собой слой из Ga. s(n) (заштрихованная область).

Рис. 6.44. а — профиль показателя преломления б — поперечное сечение пучка е —зонная структура полупроводника с двойным гетеропереходом, используемого в диодном лазере. [c.413]

Рис. 6,45. Фрагмент полупроводникового лазера с полосковой геометрией и двойным гетеропереходом.

Второй гетеропереход J2 играет существенную роль для генерации оптической мощности, которая обычно излучается по глубине в одну или две диффузионных длины. Теперь излучение идет из тонкого слоя области 1, толщина которого может быть много меньше диффузионной длины. При этом лучше локализуется источник излучения и, кроме того, значительно увеличивается мощность, генерируемая единицей объема. Это легко доказать, сравнивая концентрацию носителей п, в двойной гетероструктуре с концентрацией п, которая получается, когда переход J2 отсутствует и область 1 имеет протяженность в несколько диффузионных длин. В двойной гетероструктуре [c.252]

Накачку полупроводниковых лазеров можно осуществить различными путями, что действительно было проделано. Например, можно использовать внешний электронный пучок или пучок от другого лазера для поперечного возбуждения в объеме полупроводника. Однако до сих пор наиболее удобным методом возбуждения является использование полупроводника в виде диода, в котором возбуждение происходит за счет тока, протекающего в прямом направлении. В этом случае инверсия населенностей достигается в узкой (<1 мкм) полоске между р- и -областями перехода. Можно выделить два основных типа полупроводниковых лазерных диодов, а именно лазер на гомопереходе и лазер на двойном гетеропереходе (ДГ). Лазер на гомопереходе представляет интерес главным образом благодаря той роли, которую он сыграл в историческом развитии лазеров (так были устроены первые диодные лазеры), однако здесь полезно кратко рассмотреть этот лазер, поскольку это поможет подчеркнуть те большие преимущества, которыми обладают ДГ-лазеры. Действительно, только после изобретения лазера на гетеропереходе (1969 г.) [34—36] стала возможной работа полупроводниковых лазеров в непрерывном режиме при комнатной температуре, в результате чего открылся широкий спектр применений, в которых эти лазеры теперь используются. [c.409]

В качестве второго примера рассмотрим случай полупроводникового лазера на двойном гетеропереходе (рис. 6.45), в котором протяженность поля моды I поперечном направлении yme TneiHio болыпс поперечного размера самой активной области (рис. 6.44), В соответствии с нашим обсуждением в разд. 6.6.5 скоростные уравнения для данного случая можно получить из (Б.7), если 1) Л рассматривается как концентрация электронов и дырок [c.535]

Двойной гетеропереход double heterojun tion) первого рода Bj / S представляет структуру с одиночной квантовой ямой, если ширина запрещенной зоны в материале А меньше таковой в материале В, т.е. Eg Eg. В первом случае внутренний слой А образует потенциальную яму, в которой происходит размерное квантование электронных и дырочных состояний (рис. 2, а). Во втором случае слой А образует потенциальный барьер для электронов и дырок (рис. 2, б). Ясно, что двойной гетеропереход второго рода является структурой с квантовой ямой для одного сорта носителей и одновременно структурой с одиночным барьером для другого сорта носителей. На рис. 2, а схематически показана структура с прямоугольной ямой. Используя в качестве композиционного материала А твердый раствор и изменяя его состав в процессе роста, можно создавать ямы другой формы — параболические, треугольные и т, п. [c.8]

Рис. I. Зонные диаграммы полупроводниковой структуры (i), концентрация эпоктронов п и дырок р ), амплитуда светового поля и коаф. усиления g (3) а — в ла.зере с р — п-перехо-дом б — в гстеролазере с 1 гетеропереходом (с односторонним ограничением) в — в гетеролазере с двойной гетероструктурой (С двусторонним ограничением). а

Рис. I. Зонные диаграммы полупроводниковой структуры (i), концентрация эпоктронов п и дырок р ), амплитуда <a href="/info/176085">светового поля</a> и коаф. усиления g (3) а — в ла.зере с р — п-перехо-дом б — в гстеролазере с 1 гетеропереходом (с односторонним ограничением) в — в гетеролазере с <a href="/info/741727">двойной гетероструктурой</a> (С двусторонним ограничением). а

Наилучшими параметрами обладает Г. па основе трёхслойной (двойной) гетероструктуры (ДГС) с активным слоем из узкозонного полупроводника, заключённым между 2 широкозонными (ДГС-лазеры, рис. 1, в). Двустороннее оптическое и электронное ограничение приводит к совпадению области инверсной населённости и светового поля, что позволяет получить генерацию при малом токе накачки. Использование для инжек-ции носителей гетероперехода позволяет осуществить сверхинжекцию для достижения достаточно большой инверсии населённости в активном слое. [c.445]

Б. Ограничение неосновных носителей в двойной гетероструктуре. Ниже будет рассматриваться структура, которая играет значительную роль при разработке оптических источников. Два гетероперехода используются в ней для создания двух слоев узкозонного материала, раС1Юложенных между слоями широкозонного полупроводника. Схематично такая структура представлена на рис. 9.8. Она и называется двойной гетероструктурой. На рис. 9.9 1юказана соответствующая схема энергетических уровней. В области 1 устанавливается более высокая и однородная концентрация неосновных носителей и более высокая скорость рекомбинации. Это схематически иллюстрируется рис. 9.10. [c.244]

Д. Волноводный э( ект. Поскольку показатели преломления материалов, образующих гетеропереход, различны, лучи внутри перехода могут испытывать полное внутреннее отражение. В двойной гетероструктуре (рис. 9.8), если показатель преломления материала 1 выше, чем материалов 2 и 3, рекомбинационное излучение, рожденное в материале 1, может распространяться вдоль слоя испытывая многократные отражения, как в диэлектрическом волноводе. Этот эффект, иллю- [c.245]

Характеристики двойной гетероструктуры зависят от точности совпадения границ двух гетеропереходов, и поэтому для получения хороших приборов требуется точное согласование параметров кристаллических решеток в области перехода. Как показывают измерения, для GaAs/ GaAIAs может быть получено значение s порядка 10 м/с [c.251]

Ток, инжектируемый в N-p-P двойную гетероструктуру, модулируется сигналом с частотой ш, т. е. плотность тока У — Уо -f ехр / се/. Предполагается а) ток утечки и дырочный ток пренебрежимо малы б) постоянные времени излучательной и безызлучательной реко.чбинации в активном р-слое есть-т и Тб соответственно в) скорость рекомбинации в каждом гетеропереходе s г) толщина активного слоя d. Показать, что модулированная оптическая мощность [c.263]

В диоде на основе двойной гетероструктуры времена излучательной н безызлучательной рекомбинации в активном слое, имеющем толщину 0,5 мкм, составляют 10 и 30 нм соотвестственно, а скорость рекомбинации одинакова для обоих гетеропереходов и равна 10 м/с. Считая, что коэффициент рекомбинации для материала активного слоя г= 2x10-1 м /с, рассчитать а) концентрацию легирующей примеси в активном слое б) внутреннюю квантовую эффективность в) предельную частоту модуляции г) плотность тока, соответствующую выполнению условия сильной ннжекции. [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...