Полупроводниковые лазеры применение

В. Полупроводниковые лазеры. Применение фотографических методов для исследования полупроводниковых лазеров затрудняется тем, что они работают при температуре жидкого азота, толщина излучающего слоя составляет всего лишь несколько микронов и необходимо пользоваться фотопленками, чувствительными В инфракрасном диапазоне. [c.66]

Полупроводниковые лазеры в силу таких замечательных свойств, как малая масса, возможность работы в непрерывном и импульсном режимах, нашли применение в приборах для измерения расстояния, управления по лучу, сигнализации, связи и т. д. [c.318]

Применения полупроводниковых лазеров [c.420]

Как уже отмечалось в гл. 2, полупроводниковые лазеры привлекают внимание главным образом в силу того, что их малые размеры и незначительное потребление энергии обеспечивают для многих применений существенные преимущества. При этом часто, например, для быстрой передачи и обработки информации важную роль играет возможность генерации ультракоротких импульсов. В отличие от лазеров других типов в диодных лазерах очень короткие импульсы могут быть получены в режиме самовозбуждающихся пульсаций [7.45], а также методом включения усиления или добротности [7.46—7.49]. Включение добротности резонатора или усиления необязательно должно производиться с жестко заданной частотой повторения. [c.269]

Диодные (полупроводниковые) лазеры имеют небольшие размеры и могут выпускаться большими партиями при относительно низких затратах. Большинство диодных лазеров генерирует в ближней ИК-области (800-1000 нм). Они надежны и долговечны, но выходная мощность единичного элемента ограничена и качество излучения низкое. Диодные лазеры находят применение во многих сферах человеческой деятельности (в основном — в секторе телекоммуникаций). [c.7]

Указанная специфика излучения лазерного диода приводит, как правило, к большим или меньшим (в зависимости от задачи) потерям световой энергии, достигающем в ряде случаев 80%. Таким образом, узкий (ДА < 1 нм) спектральный диапазон с одной стороны, сложный асимметричный характер амплитудно-фазового распределения и, как следствие, высокие потери в традиционных оптических элементах с другой, делают дифракционную оптику в данном сл чае вполне конкурентоспособной. Известен дифракционный микрообъектив [81], предназначенный для лазерного проигрывателя, представляющий собой бинарную микролинзу, однако такая линза не устраняет асимметрию пучка, имеет низкую эффективность и весьма ограниченное применение. Более совершенная линза Френеля для коллимации излучения полупроводникового лазера [82] имеет непрерывный профиль и учитывает изменения [c.463]

Полупроводниковые лазеры занимают особое место в ряду твердотельных или кристаллических лазеров. Применение полупроводников в качестве рабочих материалов для лазеров привлекло к себе внимание в первую очередь возможностью осуществления непосредственного преобразования энергии электрического тока в энергию когерентного излучения. Полупроводники обладают рядом характерных свойств, среди которых от люминесцентных кристаллов их отличает электропроводность, а от газовых систем — весьма широкие линии излучения и возможность создания высокой концентрации активных частиц. Эти свойства полупроводников дают полупроводниковым лазерам ряд особенностей, главной из которых является высокий к. п. д. полупроводникового лазера, который может быть близок к 100%. [c.439]

При использовании оптического излучения, распространяющегося в свободном пространстве, число возможных комбинаций источников излучения, фотоприемников и методов модуляции значительно больше, и в гл. 16 приводится краткий обзор некоторых систем связи этого типа. Основное требование для излучателей — высокая интенсивность излучения, а это обычно означает, что требуется использовать лазер. В таком случае возникает необходимость во внешних устройствах модуляции лазерного излучения, если только не применен полупроводниковый лазер. Затухание оптического сигнала на пути [c.28]

Обычные источники света излучают в широком интервале частот, поэтому в качестве источников накачки применяются лазеры, например твердотельный лазер на рубине. Проникновение света в полупроводник происходит на глубину, значительно большую, чем проникновение электронного пучка, что приводит к излучению больших мощностей одновременно до 50% возрастает к. п. д. Однако общий к. п. д. всей системы из двух лазеров оказывается низким вследствие малого к. п. д. твердотельного лазера, поэтому полупроводниковые квантовые генераторы с оптической накачкой широкого применения не получили. [c.63]

В радиоэлектронной промышленности с помощью этих методов определяют дефектные элементы полупроводниковых и интегральных схем по увеличению нагрева таких элементов при работе схемы и связанному с ним росту числа интерференционных полос. Методы голографической интерферометрии находят применение в оптической промышленности на стадиях определения качества оптических материалов, их обработки до заданной формы и закрепления в оправах [47, 181 ]. Этими методами с успехом контролировались также искажения активных элементов лазеров на твердом теле [31 ] и растворах органических красителей, возникающие в процессе их накачки [56]. Наконец, в строительной механике голографические методы используются для контроля деформаций балок и исследования моделей строительных сооружений [84]. Перечисленные примеры не исчерпывают многообразия применений голографических методов неразрушающего контроля и их возможностей. Более подробную информацию по этим вопросам можно найти в ряде обстоятельных обзоров [2, 16, 85, 97, 255]. [c.214]

В предыдущих параграфах описаны характеристики фоторефрактивных кристаллов, использование которых позволило реализовать большое число различных типов лазеров на динамических решетках. В данном параграфе мы рассмотрим другие нелинейные среды, на которых реализован ряд генераторов. Наибольшее число результатов относится к видимой области спектра, хотя в последнее время большой интерес проявляется к инфракрасной области, в частности 10,6 мкм, где имеются импульсные и непрерывные лазеры на СОг. Описываемые ниже среды находят применение и в этой области спектра, особенно полупроводниковые кристаллы и среды с тепловой нелинейностью. [c.55]

Существуют и другие применения сверхпроводимости, с которыми читатель может познакомиться в специальной литературе. Однако область применения низких температур в радиоэлектронике не исчерпывается-только-использованием явления сверхпроводимости. Более или менее глубокого-охлаждения требуют парамагнитные усилители, некоторые типы твердотельных и полупроводниковых лазеров (см. 12.5), полупроводниковые фотоприемники для ИК области спектра (см. 12.2) и ряд других приборов, которые-будут рассмотрены в последующих главах. Снижение рабочей температуры обычных элементов радиоустройств позволяет, как правило, резко снизить, шумы в них и, следовательно, увеличить обнаружительную способность приемных устройств. [c.208]

Портативное лазерное переговорное устройство (ПЛПУ). Устройство предназначено для осуществления оптической двусторонней связи на небольших расстояниях. Для генерации световых импульсов применен полупроводниковый лазер. Комплект ПЛПУ состоит из двух идентичных устройств, в каждое из кото- [c.319]

Полупроводниковые лазеры накачка инжекцией через гетеропереход (см. Гетеролазер), а также электронным пучком. Гетеролазеры миниатюрны, hm fot больнюй кпд, могут работать в импульсном и непрерывном режимах. Применение спектроскопия, оитич. стандарты частоты, оптич. линии свя.зи, звуко- и видио-систе.мы. Л. с электронной накачкой перспективны для проекционного лазерного телевидения, оптич. обработки информации. [c.551]

Высокая степень когерентности лазерного излучения позволяет использовать помехоустойчивые методы модуляции — частотную, фазовую и поляризац. модуляцию. Известны системы О. с. с применением поляризац. мо-цуляции излучения непрерывных газовых лазеров (лазер Не — N6 с X = 0,63 мкм и СО -лазер с А, = 10,6 мкм) для передачи как аналоговой, так и цифровой информации. Для передачи последней наиб, удобна импульсная модуляция интенсивности полупроводниковых лазеров током. накачки. [c.441]

Применение гетероструктур с квантовыми ямами и сверхрешетками типа АЮаАз/ОаАз в полупроводниковых лазерах позволило значительно снизить пороговые токи, использовать более короткие волны излучения и улучшить другие экстшуатационные характеристики в быстродействующих оптиковолоконных системах передачи информации. Переход к гетероструктурам с квантовыми проволоками и точками приводит к еще более значительным результатам (дальнейшее уменьшение порогового тока, повышение температурной стабильности и др.), важным для лазеров, оптических модуляторов, детекторов и эмиттеров, работающих в дальней инфракрасной области. Полупроводниковые наноструктуры весьма перспективны для систем преобразования солнечной энергии. Таким образом, прогресс в области создания гетероструктур с квантовыми точками позволит качественно улучшить служебные характеристики многих устройств современной и будущей техники. [c.166]

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]

SSFM-метод применялся для решения многих разнообразных задач оптики, таких, как распространение волн в атмосфере [42, 43], в световодах с градиентным профилем показателя преломления [44, 45], в полупроводниковых лазерах [46-48], в неустойчивых резонаторах [49, 50] и в волноводных ответвителях [51, 52]. Этот метод часто называют методом распространения пучка [44-52], если его применяют для описания стационарного распространения, когда дисперсия заменяется дифракцией. В частном случае опирания распространения импульсов в волоконных световодах он впервые применялся в 1973 г. [28]. В настоящее время SSFM-метод широко распространен [53-64] ввиду его большей скорости по сравнению с разностными методами [39]. Он относительно прост в применении, но требует осторожности в выборе размеров шагов по z и Г, чтобы сохранить нужную точность. В частности, нужно проверять точность, вычисляя сохраняюшиеся величины, такие, как энергия импульса (в отсутствие поглощения), вдоль длины волокна. Оптимальный выбор размера шага зависит от степени сложности задачи. Существует несколько рекомендаций в выборе шага иногда необходимо повторять вычисления, уменьшив шаг, чтобы быть уверенным в точности численного моделирования. [c.52]

Система Megafet h фирмы ЗМ ompany — первая серийная голографическая оптическая система памяти с немеханическим управлением [35]. В ней устройство памяти является также лишь считываемым, а голографическая информация записывается на фотопластинки с помощью отдельного устройства. Каждая фотопластинка включает,,в себя матрицу из 1024x1024 голограмм. Полная емкость системы 5- 10 бит. Применение единственного полупроводникового лазера с накачкой электронным лучом позволяет осуществлять выборку голограммы за 10 мкс. Эта система полностью совместима с ЭВМ. Скорость обработки данных в ней достигает 1,5-10 бит/с, [c.446]

В качестве передающего устройства так же, как и в лазерном локаторе, рассмотренном в предыдущем разделе, был применен ар-сенидгаллиевый полупроводниковый лазер. Характерной особенностью этого лазера, разработанного фирмой IBM, было то, что он генерировал излучение с длиной волны 0,9 мкм на одной поперечной моде ТЕМоо. Лазер работал в импульсном режиме с частотой повторения импульсов 1 кГц. Импульсы излучения имели длительность приблизительно 70 не, а время нарастания переднего фронта было около 20 НС. [c.222]

Такой же тренажер типа Талисси разработан в ФРГ и предназначен для обучения стрельбе из орудий в сухопутных войсках и ВМС [9]. Этот тренажер оснащен полупроводниковым лазером на арсениде галлия, который размещен соосно со стволом танковой пушки и снабжен механизмом, позволяющим изменять направление лазерного луча. Приемники излучения, регистрирующие попадание , располагаются на корпусе танка таким образом, чтобы обеспечить всенаправленный прием импульсов, имитирующих выстрел . Тренажер имеет индикаторы для отображения результатов стрельбы и фиксации величины промаха, селекторный блок для ввода дальности (до 3000 м) и баллистики снарядов (трех типов). Имеется программирующее устройство для установки исходных данных, определяющих режим ведения огня. Попадание имитируется взрывом пиропатрона. Наводчиком обнаруживается цель, определяется ее дальность, выбирается тип снаряда и производится выстрел. При этом срабатывает счетчик произведенных выстрелов, а в имитаторе скорострельности гаснет световое табло на открытие огня, поскольку следующий выстрел может быть произведен только через шесть секунд. Результаты — недолет, перелет, высвечиваются на табло. Имеются сообщения, что система Талисси выдержала более 4 млн выстрелов . Система допускает возможность унификации для всех видов вооружения, стреляющих прямой наводкой. Применение системы дало значительную экономию времени и средств при высоком качестве обучения. [c.170]

ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОГРАФА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКГУРЫ МОД ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ [c.77]

Вид сигналов в линейном тракте ВОСС выбирают с учетом особенностей оптических элементов. Шумовой характер излучения источников света, как правило, ограничивает применяемые виды модуляции излучателей и в практически используемых системах находит место модуляция по интенсивности [3, 6]. Однако развитие технологии компонентов ВОСС обусловило перспективность применения в оптических системах и когерентных систем связи [32, 42]. Когерентные ВОСС, основанные на модуляции параметров несущей оптической волны, а не интенсивности света, позволяют максимально использовать преимущества оптической связи. В таких системах используются модуляция — демодуляция оптической несущей, оптический гетеродинный прием с оптическим предусилением, оптическое усиление. Передающей средой в когерентных ВОСС является одномодовое ВС, предпочтительно с одной поляризацией излучения особые требования накладываются и на источник излучения — одномодовые полупроводниковые лазеры, ширина спектра излучения которых должна быть мала и стабильна. [c.194]

Эволюция полупроводниковых лазеров от ранних гомолазе-ро в на основе СаАз к множеству разнообразных гетеролазеров и современному промышленному производству этих приборов потребовала сотрудничества ученых и инженеров, работающих в различных областях физики. Нужно было объединить усилия разных ученых, чтобы установить фундаментальные принципы, на которых основано действие полупроводниковых лазеров, освоить их изготовление и изучить рабочие характеристики. В дальнейшем при распространении исследований на другие материалы и структуры также потребуются широкие знания в областях, находящихся на стыках отдельных дисциплин. Настоящая книга представляет собой учебную монографию, причем большое внимание в ней уделяется именно комплексному характеру проблемы. Следует заметить, что мы включили в рассмотрение только те вопросы, которые достаточно хорошо изучены, чтобы сделать книгу удобной для преподавательской работы. Применения полупроводниковых лазеров не рассматриваются. [c.8]

Детальное знание картины излучения в дальней зоне полупроводниковых лазеров весьма важно для их правильного применения. Например, от картины дальней зоны гетеролазера зависит способ ввода излучения в оптическое волокно, а также получаемая эффективность ввода [52]. Кроме того, распределение излучения в дальней зоне лазера характеризует распределение поля внутри волновода. Как будет показано в этом параграфе, картина излучения в дальней зоие представляет собой по существу интеграл Фурье от поля, распространяющегося в волноводе. Поэтому сравнение экспериментальной картины дальней зоны с расчетной, основанной иа вычислении распределения поля в волноводе, показывает, насколько хорошо выражения для у и численные значения показателей преломления, приведенные выше, описывают действительную картину распространения излучения в волноводе. [c.89]

Пром-сть выпускает ные и интегральные (многоэлементные) С. Дискретные С. видимого излучения используют в качестве сигнальных индикаторов интегральные С.— цифро-знаковые индикаторы, многоцветцые панели — применяют в разл. системах отображения информации. С. И К излучения находят применение в устройствах оптической локации, оптической связи, в сеетодальномерах и т. д. В ряде областей применения С. конкурирует с родственным ему прибором — и н-жекционным лазером (см. Полупроводниковый лазер), к-рый в от-. личие от С. генерирует когерентное излучение. [c.670]

Минимально обнаруживаемый дефект достигает порядка 0,1 мм в диаметре. Применение металлического вращающегося зеркала увеличивает скорость сканирования в 4 раза по сравнению со стеклянным зеркалом. Возможно контролирование поверхности ма 1ериала, двигающегося со скоростью свы1не 15 м/с. Сканирующие лазерные системы бегущего луча могут также использоваться для получения изображения объектов контроля. Схема лазерного сканирующего инфракрасного микроскопа для контроля внутренних дефектов полупроводниковых материалов с механическим сканированием объекта контроля и неподвижным лучом лазера отличается низким быстродействием, но имеет высокую разрешающую способность. Схема с системой сканирующих зеркал отличается большим быстродействием (до 50 кад/с при 200—400 строках разложения телевизионного изображения), однако наличие полевых аберраций оптической системы приводит в этом случае к снижению пространственного разрешения. [c.96]

Одним из важных и перспективных направлений применения методов эллипсометрии является разработка новых технологических процессов в полупроводниковом и оптическом приборостроении. Высокая чувствительность поляризационно-оптических методов, а также возможность проведения измерений в защитных средах делают эллипсометрию совершенным средством исследования кинетики кристаллизации пленок на различных подложках. Особый интерес для технологии полупроводников эллипсометрия представляет в связи с возможностью исследования процесса эпитаксиального выращивания. Методы эллипсометрии позволяют проводить исследования влияния различных факторов (температуры подложки, качества ее механической обработки и химической чистоты и т. д.) на характер роста пленки, а также на ее толщину и значение показателя преломления. В работах [15, 166] приведены результаты измерения толщины эпитаксиальных слоев с помощью эллипсометров на основе СО 2-лазера и лазера на парах воды. При этом погрешность измерения составляла соответственно 0,01 и 0,1 мкм. [c.208]

По диапазонам длин волн (в порядке убывания) или частот (в порядке возрастав..я) выделяют радиоспектроскопию, микроволновую спектроскопию, суб-миллиметровую спектроскопию, инфракрасную спектроскопию, оптическую спектроскопию (включающую ближнюю ИК-, видимую и частично УФ-области спектра и выделенную гл. обр. по прозрачности оптнч. материалов — стекла, кварца и др.), ультрафиолетовую спектроскопию, рентгеновскую спектроскопию. По характеру взаимодействия излучения с веществом С. подразделяют на линейную (обычную) С. и нелинейную спектроскопию, к-рая возникла благодаря применению лазеров для возбуждения спектров. Применение перестраиваемых лазеров на растворах красителей и полупроводниковых диодных лазеров, а также использование электронных цифровых методов регистрации спектров позволили достичь очень высокого спектрального разрешения и высокой точности спектральных измерений. [c.625]

На данных С. к. основаны применения кристаллов в качестве активных сред лазеров, элементов полупроводниковой техники, люминофоров, преобразователей света, оптнч. материалов, ячеек для записи информации. Методы С. к. используются в спектральном анализе. [c.625]

В 1970—80-х гг. были разработаны монохроматич. генераторы С. в. полупроводниковые умножители частоты, лампы обратной волны (ЛОВ), оротроны, гиротроны, твердотельные и газообразные лазеры ото стимулировало развитие техники измерений С. в. Для измерит, аппаратуры С. в. характерна уникальная возможность применения элементов, имеющих геом. размеры порядка длины волны, а также много больше и много меньше длины волны. [c.18]

Некоторые применения лазеров с непрерывной накачкой. Излучение одномодовых лазеров импульсного режима работы ЛТИ-500 может быть сфокусировано в пятно размером несколько десятков микрон, поэтому такие лазеры применяют для выполнения тонких технологических операций. С использованием этих лазеров созданы автоматизированные установки скрайбирования полупроводниковых пластин (рис. 4.12), которые обеспечивают глубину надреза 150—200 MIKM при ширине 30— 50 мкм. [c.103]

В силу высокой концентрации собственно лазерных ионов с интенсивным поглощением в видимой области спектра (Nd +, СгЗ+) стехиометрические лазерные материалы могут использоваться лишь в виде микроминиатюризованных или существенно двумерных — пленочных элементов малой толщины. Этим предопределяется их ожидаемое преимущественное применение в бурно развивающейся технике ВОЛС и интегральной аптике. В качестве основных излучающих элементов в этих областях техники в настоящее время используются гетеропереходные полупроводниковые ин-жекционные лазеры [92, 107, 108, 111, 113], в основном обеспечивающие генерацию в области минимальной дисперсии обычных волоконных волноводов, сочетающейся со спектральным диапазоном минимальных потерь в ВОЛС (1,3—1,5 мкм). [c.233]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...