Гетеролазеры

Рис. 34.14. Примеры ватт-амперных характеристик непрерывных полосковых гетеролазеров

Интегрально-оптические элементы. Частотные фильтры, модуляторы света, направленные ответвители, дефлекторы и т.п. позволяют осуществлять разл. действия над распространяющимися в волноводе волнами их канализацию, модуляцию и отклонение, излучение в пространство генерацию (см. Гетеролазер) и т. п. [c.152]

Рис. 19.17. Гетеролазеры с распределенной обратной связью (а) и с пучковой накачкой (б)

Первые работы по полупроводниковым лазерам выполнены в СССР под руководством Н.Г. Басова, а по гетеролазерам — в лаборатории Ж. И. Алферова. — Прим. ред. перевода. [c.288]

В качестве полупроводниковых материалов для изготовления инжекционных гетеролазеров шире всего использовались комбинации соединений А" В . Для получения лазеров, излучающих в длинноволновой области спектра, использовались также соединения Гетеролазеры с малой плотностью [c.5]

Поскольку показатель преломления узкозопного полупроводника с ДГС больше, чем показатель преломления широкозонных слоев, возникает волновод, локализующий генерируемое излучение вблизи активной области. Выходная плотность мощности полупроводникового лазера ограничена лучевой прочностью кристалла, поэтому для повышения выходной мощности гетеролазера используют раздельное ограничение носителей и излучения в пятислойных структурах, например [c.947]

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. 2. Гетеролазер с резонатором ФаОри—Перо, образованный сколотыми гранями нолупроиодникового кристалла 110 — п. юскости естественного скола, перпендикулярные активному ЛЛ слою, ориентированному в плоскости (100).

Рис. 3. Схема двух полосковых гетеролазеров с распределённым брэгговским отражевием. Локализация протекания тока в узких полосках достигается за счёт высокого электрического сопротивления областей, подвергнутых ионной имплантации световое поле локализовано в составном вс>лноводе, образованном слоями n = Al(i,iGa ,eAs, p GaAs, а неравновесные носители локализованы в слое P GaAs, Л — шаг дифракционной решётки.

Гетеролазеры и гетерофотоприём-н и к и, используемые в сочетании с плёночными полупроводниковыми Болиоводами, могут выполняться на основе единой Г. и на общей полупроводниковой подложке объединяться (интегрироваться) в оптич. схему (методами планарной технологии). Для управления условиями генерации и распространения света часто используются сложные Г., активный слой к-рых состоит из неск. слоев постоянного или плавно изменяющегося состава с соответствующим изменением Sg. Помимо локализации света в пределах одного или неск, слоёв в плоскости ГП, при создании интегрально-оптнч. схем возникает необходимость дополнит, локализации световых потоков в плоскости волноводных слоёв (в плоскости ГП). Такие волноводы наз. полосковыми и создаются изменением либо состава и свойств полупроводника в плоскости ВОЛ1ГОВОДНОГО слоя, либо толщины слоёв, Встраивание гетеролазера в волноводную схему осуществляется с помощью оптического резонатора, образуемого периодич, модуляцией толщины волноводного слоя. При определ. выборе периода модуляции благодаря дифракции в волноводе возникает волна, бегущая в обратном направлении. В результате формируется распределённое отражение света (см. Интегральная оптика). [c.449]

Лазерное излучение получают в пределах спектральной полосы люмин есценции или вблизи неё, причём в излуча-тельных процессах участвуют свободные носители. Важнейшим типом и. л. является гетеролазер, в структуру к-рого включены гетеропереходы между полупроводниковыми материалами с различающимися электрич. и оптич. свойствами, что позволяет снизить пороговый ток лазерной генерацпи и увеличить кпд. Перекрытие диапазонов за счёт использования разных полупроводников показано на рис. 3. [c.147]

Широко используется в И. о. генерация второ гармоники см. В-заимодействие световых волн) д,тя перевода ИК-излучения гетеролазера в видимое излучение. Процесс генерации второй гармоники можно представить как связь двух волноводных мод равных частот <л и значений волновых векторов к , с одной из мод частоты 2(jj и значением волнового вектора к-гш- Условия синхронизма имеют вид [c.153]

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]

За счёт неравновесных носителей в П. может возникать инверсия населённостей, когда число электронов на более высоких уровнях энергии больше, чем на низких. В таких условиях излучение света превышает его поглощение, т. е. происходит усиление света. Усиление происходит лишь в т. н. активной области П. В остальных местах инверсия населённостей отсутствует н преобладает поглощение света. Если усиление света в активной области столь велико, что оно компенсирует и потерн в пассивной области и выход световой энергии вовне, то возникает генерация света. В полупроводниковых лазерах инверсия населённостей обычно достигается инжекцией неравновесных носителей через контакты (см. Инжекционкый лазер, Гетеролазер). [c.43]

Среди лазерных материалов выделяются соединения и составы, входящие в т. н. изоперподиче-с к и е пары, т. е. пары кристаллов, различающиеся по хим, составу, ширине запрещённой зоны и др. фпз, свойствам, но имеющие одинаковый период кристаллич. решётки. Такие материалы пригодны для образования бездефектных гетеропереходов путём наращивания одного материала на другом эпитаксиальными методами (см. Эпитаксия). Совершенные гетеропереходы необходимы для формирования лазерных гетероструктур, широко используемых в совр, П. л. (наз. также гетеролазерами). [c.53]

Гибридный лазер бьш реализован также на полупроводниковом гетеролазере GaAlAs (Л = 815 нм) и кольцевом пассивном обращающем зеркале на ВаТЮз [20]. Было показано, что возврат сопряженного пучка в лазере с эффективностью е эквивалентен увеличению / эф выходного зеркала эф = + (1 -R)e. В эксперименте из измерения понижения порогового тока было найдено е = 9,5 % при расчетном значении б = 8,8 %. Такое достаточно большое значение е (npi реальном Rp = 16 %) определяется само-возвратом сопряженного пучка в исходный канал генерации микронных размеров. При обычном внешнем резонаторе эта операция является сложной и недостаточно точной. [c.201]

Широкое распространение получили твердотельные лазеры на обычных полупроводниковых77-переходах (лазерные диоды) или многослойных гетеропереходах с использованием так называемых твердых растворов (гетеролазеры). Одно из главных отличий полупроводникового лазера от лазеров других типов состоит в том, что индуцированные переходы происходят ие между узкими уров" нями энергии, а между э 1ергетическими зонами. [c.266]

Если р—тг-переход на основном полупроводнике дополнен неоднородными гетерогенными) границами с другим полупроводником или твердым раствором (например, СаА5-СаД1 / 5), то область рекомбинации электронов и дырок резко сужается. Расходимость излучения также значительно уменьшается, так как ограничение среды с меньшим показателем преломления приводит к эффекту волноводного распростраиепия. Поэтому гетеролазеры, в отличие от обычных лазеров, имеют более когерентное, мощное и направленное излучение. [c.266]

Элементы интегральпот оптики позволяют осуществлять paзJИlчиыe действия пад излучением генерировать и регистрировать (светодиоды, гетеролазеры и детекторы), селектировать и модулировать (частотные фил1>тр .1 и модуляторы), изменять направление распространения (ответвители и дефлекторы). [c.309]

Для создан1Ш эффекта генерирования узконаправленного излучения с высокой спектральной яркостью у-п-переход огратшчивяют г двух сторон слоями так называемых твердых растворов — структур, имеющих более низкий показатель преломления и более широкую запрещенную зону. Эти контакты двух разнородных кристаллических структур принято называть гетеропереходами. Дополнительные гетеропереходы ограничивают диффузию (расплывание) носителей и тем самым повышают степень монохроматичности излучения. Кроме того, оии создают дополнительные скачки показателя преломления, ограничивая область распростране1И1Я излучения и уменьшая его расходимость. Гетеролазеры можно [c.309]

Линии, соединяющие точки, соответствующие бинарным соединениям, дают ширину запрещенной-зоны и постоянную решетки тройных соединений. Заштрихованные участки соответствуют непрямозонным материалам. Заметим, что в инжекционных гетеролазерах могут быть использованы как прямозонные, так и непрямозонные материалы. В активной области должен быть использован прямозонный материал, однако в примыкающих широкозонных слоях могут быть использованы и непрямоэониые материалы. Особый интерес представляют области, в которых период решетки совпадает с периодом решетки какого-нибудь бинарного соединения. На рис. 5.1.2 и 5Л.З материалы, изопе-риодические (т, е. совпадающие по периоду решетки) с бинарными соединениями, обозначены пунктирными линиями. [c.9]

Свойства бинарных соединений А В , имеющие отношение к гетеролазерам, даны в 2 настоящей главы. В соответствии с рис. 5.1.2 и 5.1.3 объемные кристаллы бинарных соединений используются в качестве подложек для последующего эпитаксиального наращивания гетероэпитаксиальных слоев. Переход от свойств бинарных соединений к свойствам тройных твердых растворов дан в 3, причем особое внимание уделяется зависимости ширины запрещенной зоны от состава твердых растворов. Различные бинарные и тройные изопериодические системы для гетеролазеров обсуждаются в 4 настоящей главы. Для пояс- [c.10]

Свойства бинарных соединений А В и их распространение на тройные кристаллические твердые растворы для гетеролазеров приведены в 7. Эти материалы находятся на более ранней стадии исследования по сравнению с соединениями А В . Рассчитанные значения ширины запрещенной зоны и экспериментальные данные для Pbi jiSn Te и Pbi j(Sn Se показывают, что ширина запрещенной зоны уменьшается при увеличении х от нуля и уменьшении х от единицы, следовательно, она проходит через нуль в области составов тройного твердого раствора. Это замечательное свойство позволяет создать гетеролазеры, излучающие в далекой инфракрасной области. Другая особенность этих соединений заключается в том, что изменение Eg с температурой противоположно изменению, наблюдаемому в соединениях А В . В отличие от гетероструктур на основе соединений А В несовпадение периодов решетки здесь, по всей видимости, не создает проблем ни при эпитаксиальном наращивании, ни в отношении образования центров безызлучательной рекомбинации. Вместо этой проблемы, однако, возникает другая. Вакансии, равновесные при температуре роста, остаются в решетке при охлаждении кристалла и оказывают влияние на проводимость кристалла при температурах, являющихся рабочими для лазеров на основе соединений А В . [c.11]

Важнейшим свойством при рассмотрении гетеропереходов является з.ависимостъ Eg от состава. Как было показано в гл. 4, важное значение имеет не только разность энергий между потолком валентной зоны и наинизшим минимумом зоны проводимости. Характеристики гетеролазера могут зависеть и от расстояния между различными минимумами зоны проводимости. Таким образом, полезно знать зависимость положения Г-, Ь- и А -минимумов зоны проводимости от состава. Комбинируя элементы III и V групп, представляющие интерес, можно составить 18 тройных систем больше половины из них изучались экспериментально. Для большинства остальных, по всей видимости, твердые растворы не существуют в широком диапазоне. Зависимость ширины запрещенной зоны от состава для тройного твердого раствора Ад В1 л С или АСуВ1-у часто может быть представлена в виде [c.19]

Зависимость показателя преломления от состава твердого раствора была определена лишь для небольшого количества тройных систем. Был измерен показатель преломления А1л 0а1-д А8 в облзсти составов, использующихся в гетеролазерах [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...