Лазери з накачкою високоенергетичним ЄП |
Напівпровідникові лазери |
|
На рис. показано схеми напівпровідникового лазера, з накачкою електронним пучком. Електрони, що випускаються електронною гарматою, прискорюються до високих енергій, рухаючись у напрямку до напівпровідників. Діапазон енергій електронів складає 0, 015 – 1 еВ. Кожен електрон високої енергії, проникаючий в напівпровідник, генерує велику кількість електронно- діркових пар. Наприклад, електрон з енергією 50 кеВ в GaAs генерує в середньому 104 електронно-діркових пар.
3 |
5 |
|
4 
1 
2
Лазери з накачкою високоенергетичним ЄП |
Напівпровідникові лазери |
|
Електрони високих енергій не проникають глибоко в напівпровідник. Більшість електронно-діркових пар, що формують інверсну населеність, виникають на глибині в кілька мікрометрів від бомбардованої поверхні. Так, за допомогою електронного пучка Рн = 50 кеВ товщина шару d з інверсною населеністю становить близько 4 мкм, при Рн = 25 кеВ d ≈ 1, 5 мкм, а при Рн = 100 кеВ d ≈ 9 мкм.
Утворені носії збираються біля країв зони провідності (електрони) і валентної зони (дірки) і рекомбінують. Грані зразка (найчастіше сколені) служать дзеркалами відкритого лазерного резонатора. Когерентне випромінювання виходить із зразка в напрямку, перпендикулярному до падаючого пучка електронів.
Лазери з накачкою високоенергетичним ЄП |
Напівпровідникові лазери |
|
Лазери, що накачується пучком електронів, зазвичай працюють в імпульсному режимі, мають велику вихідну потужність (до 106 Вт в імпульсі). Довжина хвилі випромінювання лежить в діапазоні від УФ- області до найближчої ІЧ- області спектра. Такі лазери менш зручні у використанні, ніж лазери на p-n переходах, через необхідність використовувати складні електронні пучки, джерела живлення та вакуумні системи. Однак вони мають ряд переваг, які роблять можливість віддати їм пропозицію при вирішенні конкретних технічних проблем: дослідження властивостей матеріалів, здійснення режиму сканування оптичного променя в просторі і т. д.
Лазери з оптичною накачкою |
Напівпровідникові лазери |
|
|
Для напівпровідникових лазерів так само застосовується і метод |
|
оптичного накачування. Напівпровідник опромінюється інтенсивним світловим випромінюванням з енергією фотонів, що перевищує ширину забороненої зони
1
2
ħωн
3 4 
Рис. - Схема напівпровідникового лазера з оптичною накачкою:
1 - циліндрична лінза;
2 - напівпровідник;
3 - випромінювання;
4 – область збудження.
Рис. 3. Схема телевизионного проекционного устройства на электроннолучевой трубке с полупроводниковой лазерной мишенью: 1 — электронная пушка; 2 — электронный луч; 3 — отклоняющая система; 4 — зеркало оптического резонатора лазера, полностью отражающее свет; 5 — монокристаллическая пленка полупроводника; 6 — прозрачная подложка из сапфира; 7 — зеркало оптического резонатора, частично пропускающее свет; 8 — проекционный объектив; 9 — светорассеивающий экран.