Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Модовый состав излучения полупроводниковых лазеров

Читайте также:
  1. II. Работая в парах, составьте похожие диалоги.
  2. II. Составные части, возмещение, ремонт, накопление основного капитала
  3. II. Химический состав хлоропластов
  4. III. Составление проекта федерального бюджета и отчета о его исполнении
  5. III. Составьте предложение из цепочки слов
  6. IV. Состав жюри конкурса
  7. IV. Составьте 5 вопросов к данному предложению

 

Если в режиме люминесценции полупроводник излучает практически интегральную по спектру и направлениям мощность, то генераторный режим характеризуется определённой спектральной структурой.

Вопрос о том, какие волны могут существовать в идеальном оптическим резонаторе, был рассмотрен в п.1.1.2. Для того чтобы определить реальный состав мод генерируемого излучения, при решении уравнений Максвелла необходимо учесть нелинейные оптические свойства активной среды и выход излучения за пределы резонатора. В общем случае эта задача весьма сложна и решается приближенно.

В двух идеализированных случаях картина генерации представляется в следующем виде. Предположим, что генерируемое излучение не оказывает обратного действия на активную среду. Коэффициент усиления полностью определяется спектроскопическими свойствами вещества и накачкой. Тогда моды генерируются независимо друг от друга. С ростом накачки процесс генерации распространяется на всё новые и новые моды.

Генерироваться будут все моды, для которых коэффициент потерь меньше или равен коэффициенту усиления.

В другом крайнем случае после возникновения генерации на одной или нескольких модах вся избыточная над порогом энергия возбуждения трансформируется в энергию излучения мод. Генерируемое излучение вызывает интенсивные вынужденные переходы и препятствует увеличению уровня инверсной населённости.

После начала генерации коэффициент усиления остается постоянным при всех интенсивностях возбуждения, превышающих порог, а число генерируемых мод не изменяется.

Опыты показывают, что реальная картина генерации заключена между этими крайними случаями.

Действительно, часто генерация возникает вначале на одной моде. С ростом накачки интенсивность излучения этой моды быстро растёт. До некоторого времени она подавляет генерацию других мод, но не полностью. При дальнейшем увеличении накачки в спектре генерации появляется вторая мода, затем третья и т.д.

Спектры спонтанного и стимулированного испускания инжекционных гомолазеров на основе GaAs при различных значениях тока инжекции приведены на рис. 1.6.


 

Рис. 1.6. Спектры люминесценции и генерации

лазерного диода на основе GaAs

 

Если j < jпор, то наблюдается только широкая полоса люминесценции. При j» jпор на фоне этой полосы возникает первый пичок стимулированного испускания. С ростом накачки его интенсивность быстро увеличивается. Высота пичка становится на несколько порядков больше максимума полосы люминесценции. Поэтому на рис. 1.6 масштаб для

j > Jпор по сравнению с масштабом для j < jпор уменьшен во много раз.

Когда плотность тока превышает порог в 1,1 раза, спектр генерации состоит уже из трёх мод. В дальнейшем генерация становится многомодовой.

Для получения одномодовой генерации применяют дифракционные решётки, которые используют в качестве одного из зеркал резонатора. При этом если постоянная решётки равна b, а нормаль к решётке расположена под углом к оси резонатора, то будет генерироваться мода, длина волны которой удовлетворяет условию l = 2 b sinq. Путем изменения угла легко осуществить плавную перестройку частоты генерации.

 


Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 289 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Активная среда | Оптический резонатор | Механизм образования инверсии в p-n-переходе |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Ватт-амперная характеристика| Инжекционные лазерные диоды

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)