Раздел: Документация
0 ... 20 21 22 23 24 25 26 ... 60  Рис. 55. Полупроводниковый лазер с распределенной обратной связью (N. Nakamura a. oth., Appl. Phys. Lett., vol. 27, No. 403, 1975) полниться соотношение Л = /Х0/(2пЭф), рДе А—период решетки, Ао — длина световой волны в вакууме, Пэф — эффективный показатель преломления волновода, i — порядок дифракции. Световая волна, проходящая по такому волноводу, рассеивается всеми точками дифракционной решетки. При / = 1 (первый порядок) рассеяния происходит в направлении распространения света и в противоположном, а при 1=2 (второй порядок) — также и в перпендикулярном к предыдущему направлении. Во многих точках свет понемногу рассеивается в противоположных направлениях, но в целом получается рассеяние большой интенсивности. Схема, показанная на рис. 54, б, генерирует лазерные колебания с помощью распределенной обратной связи. Материалы для лазеров с распределенной обратной связью — AUGai-x, InxGai xAs„Pi „, PbSnxTei-* и им подобные. Пример лазерной структуры из AUGai xAs с распределенной обратной связью показан иа рис. 55. Период решетки в этой структуре 0,3814 мкм (третий порядок). Структуру, дающую распределенную обратную связь, выращивают непосредственно иа активном слое способом эпитаксии в жидкой фазе. На эпитаксиальную пленку наносят фоторезист, а в качестве фотошаблона решетки исполь- зуют картину интерференции лазерного света. Травлением делают выступы, и после этого изготовляют лазерную структуру, нанося сверху необходимые слон способом эпитаксии в жидкой фазе. Лазер со структурой, показанной на рнс. 55, дает непрерывное излучение. В противоположность лазеру с дискретной обратной связью, часто дающему мультимодовое излучение, лазер с распределенной обратной связью дает одномо-довое излучение, причем с более высокой селективностью длины волны. Кроме того, при изменении силы тока длина волны почти не меняется. В лазере с дискретной обратной связью длина волны определяется шириной энергетической щели, а следовательно, сильно зависит от температуры. В лазере с распределенной обратной связью длина волны определяется показателем преломления и от температуры практически не зависит. Одно из применений распределенной обратной связи — это лазер, в котором такая система расположена с двух сторон активного слоя. Это лазер с распределенным брэгговским отражением. Из-за того что в лазерах с распределенной обратной связью и с распределенным брэгговским отражением не используются для обратной связи плоскости спайности (эту функцию выполняет сам волновод), появляется возможность создания на одной подложке и волновода, и лазера. Такие структуры можно использовать в качестве источника света в оптических интегральных схемах. Что такое квантовый колодец в полупроводниковом лазере? Квантовый колодец в полупроводниковом лазере — это квантовомеханическое явление, при котором активный слой лазера становится дном потен-циальной ямы. Квантовый колодец возникает в полупроводниковых лазерах с двойной гетероструктурой и очень тонким активным слоем (толщиной в несколько сотен ангстрем, например 0,02 мкм). Лазеры этого типа делятся на лазеры с одиночным квантовым колодцем и лазеры с мультиквантовым колодцем*  Рис. 56. Полупроводниковый лазер с мультикваитовым колодцем] о —двойная гетероструктура; б— активный слой (слой с мультикваитовым колодцем); в — дискретные уровни в квантовом колодце В структуре первого только один слой с квантовым колодцем — активный слой, структура второго содержит много слоев с квантовыми колодцами, разделенных барьерными слоями. На рис. 56 показана структура лазера с мультикваитовым колодцем и типичный вид зоны проводимости и валентной зоны очень тонкого слоя GaAs, зажатого между слоями Al*Gai *As. Если ширина колодца Lz меньше длины дебройлевой волны электрона (\р = hjp), то квантование переноса электронов на дно колодца становится двухмерным, и в колодце возникают энергетические уровни, как показано на рис. 56. Уровни Ehn соответствуют тяжелым 0 ... 20 21 22 23 24 25 26 ... 60
|
