МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ордена Трудового Красного Знамени Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики

Кафедра «Направляющие телекоммуникационные среды»

ПРАКТИКУМ № 18-Л

Исследование ватт-амперной характеристики лазерного диода

Москва 2022

План УМД 2022/2023 уч.год

ПРАКТИКУМ № 18-Л

Исследование ватт-амперной характеристики лазерного диода

Составители:	Колесников О. В., к.т.н., доцент.
	Пчелкина Н.В. к.т.н. доцент.
	Болотов Д.В. инженер

Изучаются особенности ватт-амперной характеристики лазерного диода

Ил. 11, табл. 2, список лит. назв. 1.

Издание утверждено на заседании кафедры «Направляющие телекоммуникационные среды», протокол № 2022-06 от 28.06.2022 г.

Рецензент: Машковцева Л.С., к.х.н., доцент

2. Цель работы

Измерить и изучить особенности ватт-амперной характеристики лазерного диода.

3. Задание

2.1 Ознакомиться с техникой безопасности работы с лазерным оборудованием и получить допуск на выполнение лабораторной работы

2.2 Собрать экспериментальную схему

2.3 Ввести необходимые установки оборудования

2.4 Измерить ватт-амперную характеристику лазерного диода

2.5 Построить ватт-амперную характеристику и найти рабочую точку с максимальным коэффициентом полезного действия

2.6

3 Оборудование

3.1 Лазерный диод с блоком управления

3.2 Измеритель оптической мощности

4 Методические указания по выполнению работы

4.1 Общие положения

Лазерный диод (ЛД) — полупроводниковый лазер, построенный на базе диода. Его работа основана на возникновении инверсии населённостей в области p-n перехода при инжекции носителей заряда. Принцип действия лазерного диода основан на возникновении инверсии населенности (преобладания частиц с большими энергетическими уровнями) в области полупроводникового p-n перехода в процессе инжекции (увеличения концентрации) носителей электрического заряда: электронов или дырок (рисунок 1). Кристалл полупроводника в лазерном диоде выполнен в виде тонкой прямоугольной пластинки, являющейся, по сути, оптическим волноводом. Чтобы из пластины сделать полупроводниковый электронный компонент – его легируют с двух сторон таким образом, чтобы с одной стороны получилась n-область, а с другой – p-область.

Рисунок 1 - Принцип работы лазерного диода

Торцевые стороны пластины очень тщательно полируются, чтобы получился оптический резонатор. В результате даже один фотон света, попавший внутрь пластины и имеющий направление движение, перпендикулярное этим отполированным торцам, будет многократно отражаться и создавать все больше и больше новых фотонов. И как только количество вновь созданных фотонов, которые также движутся перпендикулярно отполированным сторонам пластины, превысит количество новых фотонов, которые поодиночке вылетают из нее (теряются) – начнется генерация лазерного луча.

Лазерный луч на выходе из пластины достаточно тонок, но он сразу же начинает расходиться (рассеиваться). Чтобы собрать его снова производители лазерных диодов используют специальные собирающие линзы.