Напівпровідникові окг
Поділяються на:
1. Інжекційні
2. З електронним накачуванням енергії.
Інжекційні – основа таких лазерів п-н перехід, створений у монокристала напівпровідників.
п-н
п
ерехід
створюється у вироджених н/п. Такий
напівпровідник називається виродженим.
Зонна енергетична діаграма п-н переходу
має такий вигляд(2 частина.)
Напруги не має. 2 особливості: рівень фермі змістився у дозволену зону; 2 – в області п-н переходу заборонена зона суттєво звужується настільки, що носії заряду переходять не над переходом, а скрізь заборонену зону. Відбувається ефект тунелювання заряду.
Потенційний барєр зменшується, тобто виникають умови для рекомбінації великої кількості вільних носіїв заряду, при цьому є велика ймовірність випромінювальної рекомбінації. Щоб це було когерентне випромінювання для цього треба створити умови інверсного заселення і умови рекомбінації в резонаторі. Ці умови створюються у кристалі з п-н переходом, що має таку конструкцію.
GaAs
GaAlAs
GaAs—AlAs
Грані кристала- істотний скол, відколювання іде по істотним граням, тому такі грані поліровані, тому їх можна використовувати у ролі дзеркал резонатора. Пори підключенні прямої напруги відбувається накачування енергії і інжекція носіїв заряду у зону провідності, тобто створюється інверсне заселення. При цьому при певній кількості носіїв відбувається все вище описане – елементарний акт рекомбінації, відраження. Основа – інжекція носіїв.
Параметри:
працюють у неперервному і імпульсному режимі, потужність випромінювання десяток ват, велика розходимість Δ, ККД 50-100%, потужність випромінювання залежить від температури.
Лазери з електронним накачуванням енергії
Принцип дії.
Е=250-400кеВ. опромінює кристал напівпровідника. Ці кристали – активне середовище лазера. Під дією електронів в цьому середовищі створюється інверсне заселення, тобто відбуваються переходи Е1-Е2 з поглинення енергії електронів і нй частинки переходять на н2. Наприкінці цього процессу у нас буде н2>н1. Далі выдбуваэться процеси на попередных типах лазерах. Такий лазер створює гармату, з якої випускає електрони. Немає потреби у оптичній накачці. На сьогодні створені такі лазери, з потужністю випромінювання 400Вт при кімнатній температурі із ККД біля 30% - теоретичний максимум. Такий лазер може працювати сотні годин.
25 травня ОНУ Мечнікова, велика фізичка аудиторія – захист дисертації, присвячена лазерам.
Рідинні ОКГ
Принцип дії таких лазерів пояснює схема:
Акт. сер.
сист. охол.
сист. накачки
сист. накачки
1 – джерело напруги
2 – УФЕ лампа(накачка енергії)
3 – активне середовище(рідка фарба)
4 – дзеркала резонатора(напівпрозоре та непрозоре)
5 – оптична вісь.
6 – резервуар з розчинником
7 – насос
8 – теплообмінник
Газорозрядна лампа накачує оптичну енергію у 3 до виникнення інверсного заселення. У якість точці виникає акт випромінювальної рекомбінації, випромінювання від якого йде у всі боки. До цього акту додаються елементарні акти, які стимульовані випромінюванням. Проходячи через активне середовище ці складові дають елементарні акти. У часі вони зсунуті, відбувають у різних точках простору таким чином, що фази у часі і просторі однакові, тобто виникає когерентне випромінювання 9. Фарби використовуються 2 видів: неорганічні – оксіфлорид селену(λ=3мкм); органічні фарби – роба мін(λ=0,34…11,75мкм залежно від складу фарби); Р до 1 Вт. Δ<1мрад.
Лазер малопотужний. Основна задача – технологія оптичного зв’язку.