уму накачування. Тому лазери на однорідних напівпровідниках не набули широкого поширення і в даний час практично не використовуються. Інший, дещо більш складною, є одностороння гетероструктура. Основна її перевага - це наявність практично ідеального виконання умов обмеження, але тільки з одного сторониперехода при незначному ускладненні технології. І, нарешті, домінуючою в промислових зразках напівпровідникових лазерів в даний час є ДГС. Основним її гідністю є виконання умов електричного, електронного та оптичного обмежень по обидві сторони від активної області, що дозволяє при малих порогових токах інжекції отримувати в надтонкої активної області, що лежить між двома гетерограніцамі, значні потоки випромінювання. Подальший розвиток ДГС призвело до створення чотирьох-і п'ятишарових структур, які дозволяють оптимізувати розміри оптичного хвилеводу з точки зору оптимальності модового складу випромінювання, при цьому товщина області електричної накачування зазвичай істотно менше товщини хвилеводу
Найбільш добре розробленими є гетероструктури на основі соедіненійВ цій структурі більш ширококутного матеріал вийде з вихідного матеріалу шляхом заміщення атомовна атомами кристалічній решітці. Причому одержуваний матеріал залишається прямозонних аж до).
Лазери на основі цієї гетероструктури зазвичай працюють у діапазоні довжин хвиль від 0,75 до 0,9 мкм. Для більш довгохвильового діапазону 1,3 і 1,55 мкм в даний час промисловістю освоюються лазери на основегетероструктури, які відповідають вимогам сучасних ВОЛЗ. Розглянемо докладніше роботу напівпровідникового лазера на подвійний гетероструктурі Зонні діаграми для цієї ДГС в рівноважному стані і при сильному позитивному зсуві наведено на рис. 3.21, а і 3.21, б відповідно. У рівноважному стані при сільнолегірованномслое рівень Фермі в вузькозонних матеріалі розташовується усередині валентної зони. Режим накачування лазера забезпечується шляхом підключення гетероструктури до джерела струму. Зонні діаграми під дією струму, що протікає в позитивному напрямку, показані на рис. 3.20, б. Високий рівень інжекції через'-перехід (Ліворуч) призводить до того, що рівень Фермі виявляється усередині зони провідностей області. У результаті в області спостерігається інверсія населеності між енергетичними рівнями поблизу дна зони провідності і рівнями
5.3.3 Основні параметри і характеристики напівпровідникових лазерів
Розглянемо систему параметрів і характеристик, що описують напівпровідникові лазери.
1. Ват-амперна характеристика, що визначає залежність потужності випромінювання лазера від величини струму накачування. Типова ват-амперна характеристика напівпровідникового гетеролазеров наводиться на рис. 3.23 [59]. br clear=all>В
На цій характеристиці можна виділити три ділянки. Перша ділянка-світлодіодний, тобто ділянку, на якій переважає спонтанне випромінювання, зміщення структури ще велика і інверсна населеність досягнуто. Лазер в цьому режимі аналогічний светодиоду з торцевим виходом випромінювання. На другій ділянці частка індукованих переходів вже порівнянна з величиною спонтанного випромінювання. Такий режим роботи називається суперлюмінесценціей. І, нарешті, третя ділянка, відповідний режиму лазерної генерації. Потужність випромінювання на цій ділянці істотно вище, ніж на перших двох, і залежність потужності випромінювання від сили струму практично лінійна. Однак на практиці не все йде так гладко. Часто в лазерах спостерігається пульсація оптичної потужності, що виражається в наявності характерних перегинів на ват-амперної характеристиці (рис. 3.24) [10]. Такі перегини характерні для лазерів з хвилеводним посиленням. Причину появи перегинів пов'язують з перерозподілом бокових і поперечних мод (так званий ефект перескоку мод), при цьому вихідна потужність випромінювання лазера зростає з збільшенням струму накачування істотно повільніше або навіть падає до тих пір, поки встановиться новий модовий склад випромінювання. Все вищесказане є серйозною перешкодою для застосування лазерів, коли потрібна висока лінійність, і робить неможливою роботу в аналоговому режимі. У таких лазерах проблему перескоку мод вдається вирішити шляхом зменшення ширини активної області менше 10 мкм. Головна причина нестабільності при цьому зберігається, але поріг виникнення при цьому вдається зрушити за межі нормального режиму.
2. Спектральна характеристика визначає потужність випромінювання залежно від довжини хвилі. Розглянемо залежність спектральної характеристики від струму накачування (Рис. 3.25). Спектральна характеристика (див. рис. 3.25, а) відповідає світлодіодному режиму. Ширина спектра в цьому випадку максимальна, а сама крива має гладкий безперервний характер. Спектр на рис. 3.25, б характерний при наближенні величини струму накачування к/пір і відповідає режиму суперлюмінесценціі. Ширина спектра в цьому випадку істотно менше. І, нарешті, спектральна крива на рис. ...
