Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 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
7.3. Рабочие характеристики инжекционных ПКГОсновными характеристиками лазерных диодов с резонаторами Фабри — Перо являются следующие: — спектральные свойства, т. е. распределение излучения по частотам, интенсивность и ширина спектральной линии максимума излучения; — пространственные свойства, которые характеризуются диаграммой направленности излучения диода (ближнее поле и дальнее поле); — свойства, характеризующие эффективность диода (пороговый ток, мощность излучения, квантовый выход, к. п. д., надежность). Эти свойства зависят от качества исходных материалов, Наиболее важным типом резонаторов ОКГ является оптический резонатор (типа Фабри — Перо). Большинство ПКГ, выпускаемых в настояще время промышленностью, имеют резонаторы этого типа. Поэтому здесь будут рассмотрены свойства лазерных диодов только с оптическими резонаторами. Поскольку основным материалом ПКГ является арсенид галлия, то все данные будут приводиться для диодов из GaAs. 7.3.1. Спектральные свойстваПроцесс развития вынужденного излучения в диоде ПКГ по мере повышения тока накачки можно особенно наглядно проследить по спектральным свойствам излучения. На рис. 7.7 видно типичное сужение полосы спонтанного излучения и смещение максимума в сторону коротких волн по мере приближения к пороговому току. Кривая, соответствующая току 5 А, описывает характеристику излучения вблизи порога генерации. При лучшем разрешении и хорошем качестве отражающих поверхностей в спонтанном излучении вблизи порога можно наблюдать структуру мод, вызываемых интерференцией в резонаторе Фабри — Перо. Расстояние между модами Да находится из условия интерференции
где
Небольшое превышение тока над порогом приводит к резкому увеличению интенсивности когерентного излучения в одной из мод резонатора (рис. 7.8-7.9), чаще всего той, которая соответствует максимуму предшествовавшего некогерентного излучения. Дальнейшее повышение тока приводит к генерации излучения на других ближайших модах (рис. 7.10). Однако на практике часто спектральные характеристики излучения ПКГ не столь закономерны, особенно при значительном превышении тока накачки сверх порога (рис. 7.11). Выделяется несколько групп мод, число и положение которых зависит от величины тока накачки. Отклонение от идеальных характеристик происходит вследствие несовершенств технологии изготовления диода, т. е. недостаточно высокого качества материала
Рис. 7.7. Зависимость спектра спонтанного излучения днода из арсенида галлия от величины Длина волны излучения существенно зависит от температуры; максимум спектра спонтанного излучения имеет почти ту же температурную зависимость, что и ширина запрещенной зоны, т. е.
где Для арсенида галлия пик спонтанного излучения при возрастании температуры сдвигается в сторону длинных волн тоже на
Рис. 7.8. Структура мод в спектре спонтанного излучения ПКГ вблизи порога генерации.
Рис. 7.9. Сравнение спектральных характеристики излучения ПКГ чуть ниже и чуть выше порога генерации. Смещение же отдельных мод вынужденного излучения имеет меньший температурный коэффициент. Например, сдвиг моды при
Рис. 7.10. Пример спектральных характеристик диода с длиной резонатора 300 мкм, работающего в непрерывном режиме при температуре фосфида индия эти значения равны: смещение спонтанного излучения 1,6 А/град, сдвиг моды при
Рис. 7.11. Типичный спектр излучения диода из арсенида галлия, работающего в непрерывном режиме при температуре Помимо изменения ширины запрещенной зоны повышение температуры приводит к изменению геометрических размеров активного слоя, коэффициента преломления и зависимости его от длины волны. Температурную зависимость смещения мод можно выяснить, исходя из соотношения (7.32). Дифференцируя X по температуре и учитывая, что коэффициент преломления зависит и от длины волны и от температуры, получаем
Так как член, учитывающий линейное расширение, ничтожно мал, то температурная зависимость модопределяется только зависимостью коэффициента преломления от температуры и длины волны:
Используя (7.33) и (7.36), находим температурную зависимость коэффициента преломления
Для арсенида галлия при
Заметное влияние на положение максимума излучения оказывает концентрация примесей в материале. Например, при
|
1 |
Оглавление
|