Коэффициент отражения на торцевых гранях лазера

КОЭФФИЦИЕНТ ОТРАЖЕНИЯ НА ТОРЦЕВЫХ ГРАНЯХ ЛАЗЕРА [c.98]

Наблюдавшееся излучение ДГС-лазеров имело в большинстве случаев электрическую поляризацию, а не магнитную. Кроме того, прн толщинах активного слоя, при которых возможно возбуждение мод высшего порядка, часто наблюдалась только основная мода. Как будет показано в 8 гл. 3, необходимое для достижения порога генерации усиление зависит как от коэффициента оптического ограничения для модьц так и от коэффициента отражения на торцевых гранях для этой моды. Коэффициент отражения на зеркале лазера R для конкретной моды входит в пороговое условие для усиления в виде величины (l/I)ln(l/i m) (см. 8 гл. 3 и 4 гл. 7). Коэффициент оптического ограничения не отличается существенно для ТЕ- и ТМ-по-ляризаций. Из всего сказанного следует, что отбор преимущественной поляризации излучения обусловлен главным образом различием коэффициентов отражения иа торцевых гранях для ТЕ- и ТМ-волн, а момент, когда прн увеличении толщины активного слоя начинают возбуждаться моды высшего порядка, определяется как коэффициентом оптического ограничения, так и коэффициентом отражения. Поэтому исследование коэффициента отражения на торцевых гранях необходимо для понимания происходящего в лазерах отбора мод и поляризации излучения. [c.98]

Если поле волноводной моды находится в основном внутри активного слоя, то модель зигзагообразных волн позволяет определить угол падения соответствующей плоской волны на зеркальную грань лазера, н коэффициент отражения для нее может быть определен по формулам Френеля. К сожалению, в большинстве случаев распространяющиеся в лазерах волны проникают в прилегающие к активному слою диэлектрические области, как это показано на рисунках в 5 настоящей главы. Поэтому электрическое поле у зеркальной грани не может быть представлено в виде одной плоской волны. Для получения численных значений R были использованы два близких подхода. Райнхарт и др. [63], Гордон [64] и Крупка [65] использовали метод аппроксимации, предложенный Мак-Кенной [66]. Ике-гами [67] определял коэффициент отражения, исходя из граничных условий на границе раздела полупроводник — воздух. Поскольку исследования по определению коэффициента отражения на торцевых гранях лазера не привели к получению реше-. ний в замкнутой форме, мы рассмотрим этот вопрос только качественно. Поведение коэффициента отражения будет проиллюстрировано численными результатами, полученными Икега-ми [67]. [c.99]

В методе, предложенном Мак-Кениой [66], электрическое поле при г = 0 (рис. 2.7.1) представляется в виде разложения по плоским волнам. Далее по формулам Френеля определяется коэффициент отражения для каждой из этих плоских волн, падающих под разными углами на торцевую грань лазера, а затем эти коэффициенты отражения суммируются с целью получения коэффициента отражения для моды. Поскольку часть поля приходится на активный слой с коэффициентом преломления П2, а остальная часть — на прилегающие диэлектрические слон с коэффициентами преломления 1, в формулах Френеля в качестве показателя преломления полупроводника используется эффективный показатель преломления f /ki [см. формулу (2.6.19)[. Этот способ расчета описан в приложении к работе [65]. Икегами разложил электрическое и магнитное поля на плоские волны и коэффициент отражения при г = О получил нз требования непрерывности на этой границе ТЕ- и ТМ-полей. В обоих подходах необходим большой объем вычислений на ЭВМ. [c.99]

Поскольку Потери для моды определяются выражением (l/i) n(l/Rm), удобно исследовать величину ln(l/R ), а не Rm-На рис. 2.8.2 приведены расчетные кривые потерь для мод с (п = О—4 при А/г/Й2 = 5%, чему соответствует молярная доля AlAs, примерно равная 0,25. Как показано на этом рисунке, мода с m = может возбуждаться уже начиная с d 0,4 мкм. Тем не менее экспериментально эта мода не наблюдается вплоть до значений d 0,6 мкм [61]. Потери для мод с /я = О и /п — 1 при d = 0,45 мкм равны, однако, как следует из рис. 2.5.14, При этом значении d величина Г в два раза больше для /77 — 0, чем для /77 1. По мере Приближения d к значению, равному 0,6 мкм, член, соответствующий потерям, становится меньше для моды с /п = 1, а значения Г для т = 0 и /л = 1 для d (),6 мкм не отличаются между собой так сильно, как прн меньших значениях d. Мода с т 2 наблюдалась, начиная примерно с d== 1,0 мкм. Из рис. 2.8.2 видно, что вблизи этого значения d потери для моды с т 2 имеют минимальное значение. Поэтому ясио, что существование мод высшего порядка требует, чтобы для них потери при отражении, определяемые величиной ln(l/i ), имели приблизительно минимальные значения. Очевидно также, что для отбора мод важны как коэффициент оптического ограничения, так и коэффициент отражения на торцевых гранях лазера. - [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...