Раздел: Документация
0 ... 21 22 23 24 25 26 27 ... 60   Запрещенная Плотность дон" . состояний к Г Тяжелые дырки Легкив Валентная дырки зона /Зон! проводимости дыркам, а Ещ— легким. Плотность состояний1 становится ступенчатой (рис. 57). Для всех трех типов носителей она пропорциональна корню квадратному из энергии (см. штриховую линию на рисунке). В структуре с квантовым колодцем плотность состояний у Рис. 57. Двухмерная (сплош- края зоны гораздо выше, лодцем не обойтись без технологии получения сверхтонких пленок, это молекулярно-лучевая эпитаксия, химическое осаждение газообразной металлоорганики, эпитаксия в жидкой фазе. Материалами для изготовления лазеров с квантовыми колодцами служат системы GaAs — ALGai xAs и InxGai-xAsi-yPy. Например, в опытном образце лазера с одним квантовым колодцем на системе с арсенидом галлия при L*=0,02 мкм, х = 0,52 пороговая плотность тока та же, что и в обычном лазере—1,5-103 А/см2. Изготовлены опытные образцы лазера с пятью слоями GaAs и с тринадцатью слоями InGaAsP. Основные достоинства полупроводникового лазера с квантовым колодцем: 1.При выращивании структуры регулируется ширина Lz и глубина АЕ квантового колодца. Благодаря этому в проекте лазеры с определенной длиной волны излучения. В частности, становится возможным переход в область более коротких длин волн. 2.При изменении температуры плотность тока меняется незначительно. Это связано со ступенчатым распределением плотности состояний, возрастающей к краю зоны. 3.Велик дифференциальный КПД выхода (80 %). Причиной считают то, что квантовый колодец соби- 1 Количество состояний в единице объема, отнесенное к единице энергии. ная линия) и трехмерная (штриховая линия) плотность электронных состояний чем в обычной трехмер ной структуре. При изготовлении ла зеров с квантовым ко рает много носителей, благодаря чему повышается коэффициент рекомбинации. 4.Возможно одномодовое излучение не в полоско-вой, а в ширококонтактной структуре. 5.Практически линейная зависимость мощности излучения от силы тока. Нелинейности не наблюдалось. Что такое газовый лазер? Газовый лазер — общее название всех лазеров с газообразной лазерной средой. Существует множество видов таких лазеров. Они очень, удобны в работе, поэтому большинство из них коммерческие. Лазеры на благородных газах генерируют с помощью энергетических уровней газов, подобных гелию. В гелий-неоновом лазере (рис. 58) для генерации увеличивают энергию части атомов неона, возбуждая газовую смесь тлеющим разрядом. Гелий добавлен в смесь для облегчения возбуждения. Атомы неона имеют более 120 спектральных линий — от 0,594 мкм в видимой до 133 мкм в инфракрасной области спектра. Коммерческие лазеры дают спектральную линию 0,6328 мкм н выходную мощность от одного до нескольких десятков милливатт. Они широко распространены. Ионный лазер осуществляет генерацию возбуждением рабочего тела до уровня ионизации. Ионные лазеры на инертных газах (аргон, криптон или ксенон) могут давать непрерывное излучение в видимом диапазоне с высокой выходной мощностью. Обычно у коммерческих лазеров на аргоне (рис. 59) две мощные линии — 0,4880 мкм (синяя) и 0,5145 мкм (зеленая). Мощность каждой из них несколько ватт. Для Полупрозрачное зеркало -  Отрицательный Балластный электрод резистор Рис. 58. Гелий-неоновый лазер Полупрозрачное зеркало 4 "  Рис. 59. Аргоновый лазер возбуждения применяют дуговой разряд, имеющий высокую плотность тока и малое напряжение. У таких лазеров КПД мал, примерно 0,1 %, источник питания больших размеров. Лазерная трубка должна выдерживать разряды с большой силой тока, что увеличивает ее цену. Лазеры на металлических ионах работают за счет ионного возбуждения, возникающего в положительной колонне разряда смеси газа — гелия или неона — с парами металла. Используют такие металлы, как кадмий, цинк, селен, теллур, ртуть. В частности, коммерческий гелий-кадмиевый лазер (рис. 60) имеет спектральные линии, 0,3250 мкм (ультрафиолетовая) и 0,4416 мкм (зеленая). Молекулярные лазеры работают за счет вращательной н колебательной энергии молекул. Лазер на углекислом газе излучает в инфракрасной области — 10,6 и 9,6 мкм. У него высокий КПД, составляющий несколько десятков процентов, и высокая выходная мощность. Производят различные модификации та* Полупрозрачное зеркало Я Место конденсации Cd Место испарения Cd  г —Стабилизиро- —банный — источник/пака  балластныйрезистин Рнс. 60. Гелий-кадмиевый лазер 0 ... 21 22 23 24 25 26 27 ... 60
|
