- •1. Понятие активной среды; условия усиления оптического излучения в активной среде, коэффициент усиления. Резонаторы, их роль в работе лазеров.
- •1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •1. Лазеры с распределенной обратной связью (рос-лазеры), лазеры с распределенным брэговским отражением (рбо-лазеры).
- •1. Квантовый генератор (лазер); условия генерации оптического излучения в квантовом генераторе- (условия самовозбуждения:-баланс амплитуд, согласование фаз)
- •2. Акустооптический модулятор (аом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •2. Электрооптический модулятор (эом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •2. Акустооптический модулятор (аом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Источники излучения в ио – полупроводниковые лазеры, светодиоды (требования к характеристикам излучения)
- •2. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •2. Лазеры с распределенной обратной связью (рос-лазеры), лазеры с распределенным брэговским отражением (рбо-лазеры).
- •1. Структура активных элементов полупроводниковых ис на мдп (моп) транзисторах: -структура мдп-транзистора (основной активный элемент ис).
- •2. Понятие активной среды; условия усиления оптического излучения в активной среде, коэффициент усиления. Резонаторы, их роль в работе лазеров.
- •2. Электрооптический модулятор (эом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Акустооптический модулятор (аом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •2. Акустооптический модулятор (аом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •2. Электрооптический модулятор (эом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Определение интегральной схемы (ис). Критерий оценки сложности ис.
- •2. Лазеры с распределенной обратной связью (рос-лазеры), лазеры с распределенным брэговским отражением (рбо-лазеры).
- •1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •2. Источники излучения в ио – полупроводниковые лазеры, светодиоды (принцип работы, требования к характеристикам излучения)
- •1. Понятие активной среды; условия усиления оптического излучения в активной среде, коэффициент усиления. Резонаторы, их роль в работе лазеров.
- •1. Лазеры с распределенной обратной связью (рос-лазеры), лазеры с распределенным брэговским отражением (рбо-лазеры).
- •1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •2. Акустооптический модулятор (аом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
- •2. Электрооптический модулятор (эом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •1. Электрооптический модулятор (эом), устройство, требования к используемым материалам, принцип работы и основные характеристики.
- •5.1. Рекомендуемая литература
2. Лазеры с распределенной обратной связью (рос-лазеры), лазеры с распределенным брэговским отражением (рбо-лазеры).
Лазер с распределенной обратной связью (РОС) — инжекционный полупроводниковый лазер, обратная связь в котором создается за счет отражения световых волн от периодической решетки, создаваемой в активной среде.
Лазер с распределённым брэгговским отражателем, сокращённо РБО - лазер, где в качестве зеркал резонатора используется как минимум один распределённый брэгговский отражатель (РБО), находящийся вне активной среды (активного слоя).
РБО – это брэгговское зеркало (Брэгговская дифракция — явление сильного рассеяния волн на периодической решётке рассеивателей при определенных углах падения и длинах волн.), то есть светоотражающее устройство, основанное на брэгговском отражении в переодической структуре. В большинстве случаев, эффект от действия брэгговского зеркала подобен четвертьволновому многослойному диэлектрическому зеркалу, обеспечивающему максимальный уровень отражения для заданного числа слоёв.
Как правило, DBR-лазеры - это лазерные диоды, но этот термин также иногда применим к волоконным лазерам, содержащим брэгговскую решётку. Большинство твердотельных объёмных лазеров (solid-state bulk lasers) также используют в качестве лазерных - брэгговские зеркала. Тем не менее, такие лазеры нельзя называть DBR-лазерами.
DBR-лазер отличается от DFB-лазера, где в активную среду встроена только одна структура с распределённым отражателем.
Билет№18
1. Полупроводниковый инжекционный лазер; условия достижения инверсной населенности в области p-n перехода, условия усиления и генерации в лазерах на p-n переходах.
Полупроводниковый лазер, полупроводниковый квантовый генератор, лазер с полупроводниковым кристаллом в качестве рабочего вещества. В Полупроводниковый лазер, в отличие от лазеров др. типов, используются излучательные квантовые переходы не между изолированными уровнями энергии атомов, молекул и ионов, а между разрешенными энергетическими зонами кристалла
В Полупроводниковый лазер применяют следующие методы накачки: 1) инжекция носителей тока через р—n-переход (см. Электронно-дырочный переход), гетеропереход или контакт металл — полупроводник (инжекционные лазеры); 2) накачка пучком быстрых электронов; 3) оптическая накачка; 4), накачка путём пробоя в электрическом поле. Наибольшее развитие получили Полупроводниковый лазер первых двух типов.
Для наблюдения люминесценции необходимо применить какой-либо способ возбуждения (накачки) кристалла, т. е. способ генерации избыточных электронно-дырочных пар (светом, быстрыми электронами или электрическим полем). При малой скорости образования избыточных электронно-дырочных пар излучательная рекомбинация носит беспорядочный (спонтанный) характер и используется в нелазерных полупроводниковых источниках света (см. Светоизлучающий диод). Чтобы получить генерацию когерентного излучения, т. е. лазерный эффект, необходимо создать особое состояние люминесцирующего кристалла — состояние с инверсией населённостей.
Инверсия населённостей в полупроводниках. Оптическое квантовое усиление в полупроводнике может наблюдаться в том случае, если зона проводимости вблизи её дна Ec заполнена электронами в большей степени, чем валентная зона вблизи её потолка Eu. Преобладание числа переходов с испусканием квантов над переходами с их поглощением обеспечивается тем, что на верхних уровнях находится больше электронов, чем на нижних, тогда как вероятности вынужденных переходов в обоих направлениях одинаковы. Заполнение зон принято описывать с помощью т. н. квазиуровней Ферми, отделяющих состояния с вероятностью заполнения уровней больше 1/2 от состояний с вероятностью заполнения меньше 1/2. Если и — квазиуровни Ферми для электронов и дырок, то условие инверсии населённостей относительно переходов с энергией hn (где n — частота излучения)