7.3.3. Пороговый ток

Плотность порогового тока — основная характеристика ПКГ, определяющая уровень и эффективность накачки.

Из выражения (7.29) следует, что порог генерации излучения зависит от геометрических размеров активного

слоя, уровня легирования, который изменяет коэффициент преломления и спектр излучения, и температуры.

Зависимость плотности порогового тока от величины, обратно пропорциональной длине резонатора, должна быть линейной согласно (7.29). Действительно, тщательно выполненные исследования подтвердили такую зависимость при всех температурах от гелиевой до комнатной (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Зависимость плотности порогового тока от величины, обратно пропорциональной длине резонатора.

Рис. 7.14. Температурная зависимость плотностп порогового тока при длине резонатора см и различных уровнях легирования материала -типа.

При этом плотность порогового тока уменьшается до 400 А/см2 при и 50 А/см2 при

Если величину плотности порогового тока экстраполировать до бесконечной длины резонатора, то из соотношения (7.29) можно найти величину внутренних потерь в активной области. При низких температурах внутренние потери составляют около из которых являются следствием поглощения на свободных носителях, а остальные за счет дифракционных потерь.

Температурная зависимость плотности порогового тока показана на 7.14. При температурах до плотность порогового тока постоянна. Выше температурная зависимость имеет степенной характер с

показателем Показатель возрастает при увеличении длины резонатора и уменьшается с увеличением степени легирования арсенида галлия.

О влиянии концентрации носителей на плотность порогового тока можно судить по рис. 7.14, на котором видно, что плотность порогового тока возрастает с повышением уровня легирования. Минимальная плотность порогового тока с учетом квантовой эффективности для материала -типа достигается при Оптимальная концентрация для получения максимальной мощности излучения составляет