ДГС-лазеров полосковых лазеров

Рис. 7.8.3. Зависимость теплового сопротивления ДГС-лазера полосковой геометрии (рис. 7.8.1) от изменения в два раза характерных размеров [145].

За дальнейшим обсуждением и примерами стационарного теп- Лового сопротивления ДГС-лазеров полосковой геометрии советуем обратиться к работе [145]. Следует отметить, что тепло- [c.269]

Задержки излучения в ДГС-лазерах полосковой геометрии 260 [c.359]

T.6.S. Полосковый ДГС-лазер, изготовленный протонной бомбардировкой [c.241]

Рис. 7.7.4. Зависимость /пор от 5 для планарных полосковых ДГС-лазеров при комнатной температуре. Экспериментальные данные взяты из работы [103]. Сплошная линия построена в соответствии с выражением (7.7.15) и доказывает, что изменение /пор с 5 в основном определяется боковой диффузией носителей.

В экспериментах по дифференциальным измерениям [131, 133] на задающий ток накладывается синусоидальная модуляция и измеряется напряжение. Напряжение на частоте сигнала соответствует первой производной, а напряжение во второй гармонике— второй производной [131, 133, 134]. Для измерения порога лазера [131] особенно удобна вторая производная, имеющая резкий максимум. На рис. 7.7.5 дан пример кривой 1 йУ/й1) и ватт-амперной характеристики для полоскового ДГС-лазера, полученного протонной бомбардировкой. На нем также приведены калибровочные кривые для сопротивлений величиной 1 и 4,3 Ом. Точка пересечения оси ординат дает значение р = 15 В-, а для токов, ниже порогового, на линейном участке= 1,78 Ом [133]. [c.258]

Рис. 7.7.6. Экспериментальные зависимости /(с(К/с(/) и выходной мощности от тока для полоскового ДГС-лазера, полученного протонной бомбардировкой [132]. Здесь напряжение не насыщается при токах выше порогового. Отметим, что нелинейность ватт-амперной характеристики появляется одновременно с прекращением эффекта насыщения напряжения.

Увеличенное изображение фокусировалось на диафрагму, раскрытие которой соответствовало ширине 0,3 мкм на зеркале лазера. Для измерений использовались полосковые ДГС-лазеры на [c.282]

Рис. 7.11.2. Модовая структура вдоль плоскости р —п-перехода в зависимости от ширины полоски 5 в планарном полосковом ДГС-лазере [103]. а — картины ближнего поля б — картины дальнего поля.

Спектр излучения полоскового ДГС-лазера, работающего при токе, равном 1,1 /пор, в непрерывном режиме [164]. [c.291]

Рис. 7.11.4. Ватт-амперные характеристики, снятые с переднего и заднего зеркал полоскового ДГС-лазера, работающего в непрерывном режиме. Вся шкала по оси ординат соответствует 3 мВт.

Рис. 7.11.6. Форма импульса тока накачки и испускаемого светового импульса полоскового ДГС-лазера [178]. Временная шкала 2 не/деление.

В последнем столбце табл. 5.2.3 даны значения теплопроводности, которые важны для определения тепловых потоков при больших уровнях накачки. Эти значения даны главным образом в соответствии с критическими оценками, сделанными Мэйко-ком [16]. Дальнейшие подробности можно найти в [16]. Теплопроводность зависит также от температуры и содержания примесей в кристалле [16]. Обсуждение проблемы отвода тепла для ДГС-лазеров полосковой геометрии на основе GaAs— AUGai- As дано в 8 гл. 7. [c.18]

Большая часть вкладываемой мощности рассеивается в активной области в виде тепла, что делает необходимым при конструировании прибора рассмотрение величин, влияющих на тепловые свойства гетеролазеров. В 8 настоящей главы показано, что тепловые свойства гетеролазера могут быть описаны его средним тепловым сопротивлением теплового сопротивления на вкладываемую мощность дает увеличение температуры активной области относительно теплоотвода. При размерах и теплопроводности обычного ДГС-лазера полосковой геометрии на GaAs — ALGai- rAs составляет величину 20—30 К/Вт, что может дать увеличение температуры на —10 К при комнатной температуре. [c.183]

Эти успехи иллюстрируются на рис. 8.5.1 данными из программы Белл Лэбораториз [82]. Показаны два графика экстраполированного срока службы при комнатной температуре, полученные за период с 1970 по 1976 г. Здесь использовались полосковые ДГС-лазеры с ограничением протонной бомбардировкой. Как правило, они испытывались при повышенной температуре с использованием методики, аналогичной методике, описанной в работе [68]. Верхняя кривая показывает ожидаемый полезный срок службы лучших лазеров, имевшихся в указанное время. Нижняя кривая показывает соответствующий ожидаемый срок службы лазеров, которые можно было воспроизводимо получить в лабораторных условиях. Имеются данные [36] по длившимся более 2,6-10 ч (3 года) ресурсным испытаниям лазеров, работающих в непрерывном режиме с малым уровнем мощности (dO мВт на зеркало) при 30°С. Как показано на рис. 8.5.1, если использовать простую экстраполяцию [65], то можно считать, что ресурсные испытания для лазеров [68,69], работающих в подобном режиме, длились при 22°С более 10 ч. [c.354]

Прайер и др. [110] изготовили ДГС-лазеры на основе PbS— PbSo,6Seo.4. выращенные методом ЭМП на подложках PbS п-типа, полученных осаждением из газовой фазы. Путем подбора компенсирующего давления Se, были выращены активные слои как П-, так и р-типа проводимости. Лазеры полосковой геометрии были получены методом заращивания полосок шириной 100 мкм, сделанных в покрытии Mgp2, нанесенном на подложку PbS. Наилучший результат—получение непрерывного )ежима работы вплоть до 96 К — был получен при d 1 мкм. Три 77 К /пор(77К) = 400 А/см , а длина волны излучения лежала около 5 мкм. [c.80]

V службы таких ДГС-лазеров при уровнях мощности, необходи-, мых для оптической связи, превышает 10 ч [48]. Несмотря на j то что большей частью используются лазеры полосковой гео- [c.201]

И 1,0 мкм возникает вследствие поглрщения на ионах ОН. Спектральная зависимость потерь лабораторного оптического волокна с низкой концентрацией ионов ОН показана на рис. 5.1.1. Излучение в области малых потерь на длине волны 0,85 мкм можно получить при 0,05 с<1 1/<< 0,1 и 0,3 л 0,4. На практике для применения в системах оптической связи используются полосковые ДГС-лазеры, а не лазеры с широким контактом. Тем не менее ДГС-лазеры с активной областью на А1уОа1 уАз будут кратко описаны здесь, так как добавление А1 в активную область влияет в большей степени на ограничение носителей на гетеропереходах, чем на ограничение в боковом направлении. [c.221]

Хотя любому из представленных в 3—5 лазеров с широким контактом может быть придана полосковая геометрия, работа по созданию полосковых структур в основном была сосредоточена на ДГС-лазерах. В этом параграфе продолжается описа-, ние процессов изготовления лазеров, начатое в 2 настояш,ей главы. Здесь будут описаны методы изготовления полосковых лазеров на GaAs — ALGai tAs и различные виды полосковых [c.239]

Рис. 7.6.1. Полосковый ДГС-лазер с четырьмя гетероэпитакснальными слоями на подложке + — GaAs [104]. Слой окисла изолирует всю поверхность, кроме полоскового контакта. Типичные размеры прямоугольного бруска длина 380 мкм, ширина 250 мкм, толщина 125 мкм. Для того чтобы показать все слон, рисунок сделан ие в масштабе.

Для создания полосковой структуры в ДГС-лазерах также использовалась имплантация ионов кислорода. Так как ионы тяжелее протонов, здесь требуются энергии, большие 1 МэВ. Вызванные имплантацией нарушения легко отжигаются, однако имплантированный кислород делает слой полуизблирующим [111]. Не ясно, суш,ествуют ли сколько-нибудь значительные отличия в рабочих и деградационных характеристиках полосковых лазеров, изготовленных этими двумя методами. [c.242]

На рис. 7.7.4 показана зависимость пороговой плотности тока ширины полоски для планарных полосковых ДГС-лазеров на aAs —ALGai As [103]. Так как в этой структуре ограничение Для тока создается в верхнем п-слое, растекание тока происхо ИТ только в Р-области. Для лазеров, использованных в работе 103], рз =i 0,2 Ом-см, а 3 = 2 мкм, что дает р =10з Ом, от- [c.255]

Хуань и Даймент [141] измерили td для группы полосковых ДГС-лазеров, полученных протонной бомбардировкой, с концентрацией акцепторов Ыа в легированной Ое активной области ОТ 2-10 до 3-10 см-з. Их результаты представлены на ис. 7.7.8, откуда видно, что уменьшается с увеличением Л д. ремя жизни, полученное из измерений временных задержек. [c.261]

Джойс и Диксон [145] рассмотрели задачу однородного выделения тепла источником в виде плоской полосы, находящимся в прямоугольной слоистой структуре. На рис. 7.8.1 схематически I показан полосковый ДГС-лазер, соединенный с теплоотводом. Там же даны номинальные параметры слоев. Тепловой поток, показанный штриховыми линиями, является двумерным в плоскости X — у. Он зависит от ширины полоски 5, длины резонатора L, а также от толщины t и теплопроводности а каждого слоя. Теплопроводность материала зависит от состава. На рис. 7.8.2 приведена зависимость удельного теплового сопротивления р= 1/ст от состава АиОа1 .гА5 [146]. Данные по тепло- проводности некоторых других бинарных соединений А" В и тройных твердых растворов обобщены Мэйкоком [147]. [c.265]

Рис. 7.8.1. Размеры и значения теплопроводности слоев полоскового ДГС-лазера, необходимые для расчета теплового сопротипления [145].

Паоли [152] измерял тепловое сопротивление полосковых ДГС-лазеров путем определения точной длины волны отдельной продольной моды резонатора. Такой метод измерения основан на температурной зависимости показателя преломления (2.3.1). [c.269]

В этом методе измерялось уменьшение температуры теплоотвода, необходимое для удержания отдельной моды резонатора на заранее выбранной длине волны при изменении отношения Длительности к периоду следования импульсов от близкого к О до 1. Значение тока в импульсе оставалось постоянным. Для двух полосковых ДГС-лазеров с шириной полоски 13 мкм, смон- "тированных р-стороной вниз на медном теплоотводе, были полу- Чены значения , равные 22 и 58 К/Вт. Эти экспериментальные данные невозможно непосредственно сравнивать со значением ЯУ для структуры рис. 7.8.1, равным 20,6 К/Вт, так как [c.269]

Рис. 7.9.3. Зависимость коэффициента усиления от тока в полосковом ДГС-лазере на GaAs — Alo.seGao.eiAs для длин волн от 0,8675 до 0,8725 мкм [155]. Центр полосы генерации лежит около 0,8760 мкм.

Многие излучательные свойства полосковых лазеров идентичны свойствам лазеров с широким контактом, описанным ранее. В силу того что площадь сечения полосковых лазеров меньше, чем у лазеров с широким контактом, получаемые значения выходной мощности здесь меньше. Для лазеров с шириной полоски 15 мкм и длиной резонатора 250 мкм с одного зеркала обычно получают 20—30 мВт световой мощности в непрерывном режиме при типичном значении рабочего тока 200 мА [149]. На таких лазерах были получены значения выходной мощности вплоть до 85 мВт при 310 мА, прежде чем происходило катастрофическое разрушение зеркала [149]. Сообщалось о лазерах мезаполосковой геометрии с шириной полоски 80 мкм и длиной резонатора 300 мкм, в которых была достигнута мощность 390 мВт [119]. На рис. 7.11.1 показана картина-дальнего поля излучения полоскового ДГС-лазера. Для случая, показанного на этом рисунке, толщина активной области и ширина полоски достаточно малы, чтобы обеспечить излучение в основной моде в параллельном и перпендикулярном плоскости р — п-перехода направлениях. Типичные значения полного угла расходимости пучка, взятого по точкам половинной интенсивности (угловой полуширины), равны 45° в направлении, перпендикулярном плоскости р — л-перехода, и 9° в направлении вдоль плоскости р — п-перехода. [c.288]

В идеальном случае излучение должно быть сосредоточено в единственной продольной моде. В некоторых полосковых ДГС-лазерах на GaAs — ALGai ArAs, полученных протонной бомбардировкой, действительно наблюдается одномодовое излучение с выходной мощностью до 3 мВт с одного зеркала. В то же время в других идентичных лазерах наблюдается многомодовая генерация [165]. Отсюда сразу встает вопрос, однородно или неоднородно уширен спектральный профиль усиления. В случае однородного уширения убыль носителей, давших вклад в увеличение стимулированного излучения на одной частоте, компенсируется быстрой термализацией внутри зон. Такая быстрая тер-мализация поддерживает распределения, определяемые квази уровнями Ферми. В случае неоднородного уширения концентрация носителей на длине волны генерации уменьшается и увеличение накачки приводит к возрастанию усиления на других длинах волн, в результате чего возникают другие продольные моды. Таким образом, при однородном уширении нужен другой механизм, ответственный за появление многомодовой генерации. [c.291]

Уменьшая ширину полоски до 8 мкм, Диксон и др. [176] получили в полосковых ДГС-лазерах с протонной бомбардировкой линейные и симметричные ватт-амперные характеристики до уровней выходной мощности меньше 3 мВт. Уменьшение ширины полоски до 8 мкм не всегда приводит к устранению изломов, однако в этом случае изломы появляются при более высоких уровнях излучаемой мощности [176]. Изломы были также устранены в планарных полосковых лазерах при диффузии Хп сквозь активную область. Структура такого типа показана на рис. 7.6.3, в [112]. Ширина полоски составляла 15 мкм. При им-лульсной накачке изломы не наблюдались вплоть до токов, при которых мощность, излучаемая с одного зеркала, оставляла 30 мВт.-В этом случае система мод вдоль плоскости р — /г-перехода отличается от эрмито-гауссовских мод, возникающих при волноводном эффекте, связанном с усилением. По-видимому, здесь волноводный эффект определяется скачком действитель-ной-части аоказатела преломлений величиной около 0,1% [112]. [c.294]

Рис. 7.11.7. Форма светового импульса полоскового ДГС-лазера. Здесь пока-зйно подавление релаксационных колебаний при подпитке лазера током величиной 0,94/пор и /пор- Временная шкала 2 нс/деление.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...