Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Стимулированное испускание с участием хвостов зон и примесных зон.Модель параболических зон позволяет описать ряд закономерностей, наблюдаемых в инжекционных лазерах. Вместе с тем у нее имеются некоторые недостатки. Известно, что пороговый ток при низких температурах практически не зависит от температуры [591]. Расчет же в рамках этой модели не дает четко выраженного участка на кривой 1. Для модели двух гауссовых примесных зон скорость спонтанного испускания (14.50) можно представить в виде [613]
Численные расчеты зависимости порогового тока от коэффициента потерь проводились при различных температурах в случае компенсированной области и представлены на рис. 105, а. С уменьшением
Рис. 105. Зависимость Если для оценки использовать данные, относящиеся к GaAs [59], то оказывается, что величина Температурная зависимость порогового тока в лазерном диоде показана на рис. 105, б. При низких температурах порог практически постоянен, причем с возрастанием Влияние легирования на величину порогового тока рассматривалось для Как и в случае параболических зон, для гауссовых зон большие участки кривых температур, а также при сильном легировании получается отрицательным. Наблюдаемые на опыте отрицательные значения Как отмечалось выше, в активном слое распространяется не все генерируемое излучение, а только некоторая его часть
Для нулевого типа электромагнитной волны в инжекционном лазере на основе Если в модели гауссовых зон
где Для общего случая, определяя
где
С уменьшением 2. Пусть генерация возникает при оптических переходах между параболической зоной проводимости и дискретным акцепторным уровнем. Тогда
где
Ширина полосы испускания больше, чем
где
При достаточно высоких температурах и несильном возбуждении, когда
где 3. Если при генерации происходят оптические переходы из параболической зоны проводимости в гауссову акцепторную зону, то
Спектр испускания (20.41) подробно исследован для случая, когда концентрация акцепторов вдвое превышает концентрацию доноров [613]. Показано, что полоса имеет асимметричную форму как при высоких, так и при низких температурах. Ее длинноволновой край описывается гауссианом, а коротковолновой спадает приближенно как Зависимость порогового тока от коэффициента потерь в этой модели оптических переходов в общих чертах такая же, как и для переходов между гауссовыми зонами. Кривую также наличие пологого участка, обусловленного хвостом акцепторной зоны. 4. В легированном полупроводнике оптические переходы совершаются с участием как основных, так и примесных состояний. Если активный слой лазера расположен в В спектрах испускания и усиления этому перешейку соответствует небольшой провал. На рис. 106 показаны графики функций Как видно из рис. 106, б, вначале в спектре усиления наблюдается один максимум, соответствующий переходам из зоны проводимости на акцепторные состояния. С увеличением интенсивности возбуждения на кривой
Рис. 106. Изменение спектров испускания (а) и усиления (б) с ростом возбуждения:
Рис. 107. Немонотонная зависимость порога генерации от температуры в лазере с электронным возбуждением на основе монотонно увеличивается. Тогда вместе с повышением порога частота генерируемого излучения станет монотонно возрастать (рис. 106, б). Так будет происходить до тех пор, пока коротковолновый пик в спектре усиления не поднимется выше длинноволнового пика. В тот момент, когда максимальное значение Наличие перешейка в функции плотности состояний может в принципе привести к аномальной зависимости порога генерации от температуры. С повышением температуры концентрация равновесных носителей в зонах растет. Поэтому может оказаться, что для получения необходимого коэффициента усиления при высокой температуре на переходах зона— зона нужна меньшая накачка, чем для получения такого же значения кус на переходах зона—примесь. Иными словами, с ростом температуры вступает в действие более эффективный механизм генерации на зона-зонных переходах. При низких температурах он блокируется оптическими переходами с участием примесных состояний. Немонотонное увеличение порога генерации с повышением температуры наблюдалось на образцах арсенида галлия Модель сильно легированного полупроводника, в которой функция плотности состояний имеет перешеек, позволяет также объяснить основные закономерности в спектрах генерации инжекционных гетеролазеров на основе GaAs с модулированной добротностью (§ 22). Аналогичным механизмом объясняется немонотонная зависимость мощности люминесценции
|
1 |
Оглавление
|