Гиперссылка 3.8. Полупроводниковый лазер

Полупроводниковый лазер (П. л.) - лазер с полупроводниковым кристаллом в качестве рабочего вещества.

В П. л., в отличие от лазеров других типов, используются излучательные квантовые переходы не между изолированными уровнями энергии атомов, молекул и ионов, а между разрешенными энергетическими зонами кристалла.

В П. л. возбуждаются и излучают (коллективно) атомы, слагающие кристаллическую решётку. Это обеспечивает их малые размеры и компактность (объём кристалла ~10^-6—10^-2 см³).

В П. л. удаётся получить показатель оптического усиления до 10⁴ см^-1, хотя обычно для возбуждения генерации лазера достаточны и меньшие значения.

Другими практически важными особенностями П. л. являются:

- высокая эффективность преобразования электрической энергии в энергию когерентного излучения (до 30—50%);

- малая инерционность, обусловливающая широкую полосу частот прямой модуляции (более 10⁹ ГГц);

- простота конструкции;

- возможность перестройки длины волны излучения и наличие большого числа полупроводников, непрерывно перекрывающих интервал длин волн от 0,32 мкм (ближний УФ-диапазон) до 32 мкм (ИК-диапазон).

В П. л. применяют следующие методы накачки:

1) инжекция носителей тока через р-n -переход, гетеропереход или контакт металл - полупроводник (инжекционные лазеры);

2) накачка пучком быстрых электронов;

3) оптическая накачка;

4), накачка путём пробоя в электрическом поле.

Наибольшее развитие получили П. л. первых двух типов.

Образцы инжекционных лазеров