Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Две грани полупроводника перпендикулярны плоскости р-л-перехода и образуют после шлифовки зеркала резонатора. Две другие грани наклонены к плоскости р-л-перехода, чтобы не создать в этом направлении условий для самовоэбуждения. Излучение выходит из узкой области р-л-перехода перпендикулярно параллельным граням полупроводника. 610 Глава 11, Введение в квантовую электронику при комнатной температуре. Если при температуре жидкого гелия пороговый ток составляет 100 А/см', то при комнатной температуре он достигает 10г А/см'.
Инжекционные лазэры, обладая рядом недоста1'ков (большая расходимость луча, широкая линия излучения), имеют ряд важных преимуществ перед другими лазерами. Они обладают высоким КПД, малыми размерами, простотой конструкции, большой мощностью, снимаемой с 1 см' излучающей поверхности, возможностью работы в импульсном режиме при комнатной температуре. Преимущества полупроводниковых лазеров заключаются также в простоте модуляции излучения, осуществляемой изменением тока накачки.
Все эти достоинства открывают широкие возможности практического применения таких лазеров. Гете рол азер Энергетические диаграммы гетеропереходов (см. главу 1) характеризуются различными потенциальными барьерами для встречных потоков электронов и дырок, что вызывает одностороннюю инжекцию носителей заряда из широкозонного эмиттера в уэкоэонную базу. При этом концентрация инжектированных в базу носителей заряда может на несколько порядков превышать свое равновесное значение в эмиттерной области. Лазеры на основе гетеропереходов (гетеролазеры) были предложены Ж. И. Алферовым.
В гетеролазере нет необходимости легировать полупроводник до вырождения, так как условие инверсии населенностей энергетических уровней выполняется за счет разницы в ширине запрещенных зон. Структура гетеролазера представлена на рис. 11.13. Она состоит из области СаАз л-типа, узкой области ОаАз р-типа и области тройного соединения А10аАз р-типа. Активной является средняя область, в которой создается инверсия населенностей.
На границе средней и правой областей образуется потенциальный барьер, который ограничивает длину свободного пробега электронов, инжектированных из левой области, и тем самым повышает эффективность образования вынужденного излучения. Кроме того, из-за различия в коэффициентах преломления в средней и правой областях на их границе наблюдается внутреннее отражение света (волноводный эффекгл), что уменьшает поглощение света в правой неактивной области. Рис. 11.13 В нашей стране были разработаны также гетеролазеры с полным внутренним отражением света с обеих сторон от активного слоя, названные лазерами с двойной гетероструктурой, или ДГС-лазерами. В этих лазерах удалось существенно 11.3. Основные разновидности лазе в 511 снизить плотность порогового тока и получить большой КПД, что позволило при комнатной температуре осуществить режим непрерывного излучения, который ранее был возможен только при температуре жидкого азота.
В ДГС-лазерах на основе соединений СаАз — СаА!Аз при комнатной температуре плотность порогового тока составляет менее 1 кА/смт. Отличительными особенностями гетеролазеров являются высокий КПД, удобство возбуждения, малые габариты. Путем изменения концентрации примесного алюминия от 0 до 30;4 в А!„ба, Аз можно изготовлять лазеры с различной длиной волны излучения в пределах от 0,68 до 0,9 мкм. За разработку полупроводниковых приборов на основе гетеропереходов Ж. И.
Алферов в 2001 году был удостоен Нобелевской премии. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
