Исследование зависимости степени поляризации излучения от величины тока, протекающего через p-n переход

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Одной из важнейших характеристик лазера являются поляризационные свойства его излучения, которые в полупроводниковых источниках излучения тесно связаны с величиной тока, протекающего через p-n переход. Как известно из литературных данных излучение полупроводниковых источников частично поляризовано, и его можно представить (по крайней мере, формально) как совокупность естественного и линейно поляризованного излучения. Таким образом, можно считать, что исследуемое в работе излучение содержит две основные компоненты, одна из которых поляризована линейно, а вторая - неполяризована и не имеет постоянного соотношения фаз с линейно поляризованной компонентой. В этом случае степень поляризации излучения (Р) можно определить, используя следующую формулу:

Р = I_лин / I_полн. (3),

где I_лин - интенсивность линейно поляризованной компоненты излучения, I_полн. - полная интенсивность излучения.

При проведении данного этапа работы необходимо использовать поляризационный светофильтр (ПС), который представляет собой анализатор поляризационных компонент излучения. При повороте ПС вокруг оптической оси происходит изменение интенсивности излучения, прошедшего ПС, которое регистрирует прибор М2. При этом степень поляризации излучения можно определить по формуле

P = (I_мах - I_мin ) / I_мах (4),

где I_мах и I_мin соответствуют максимальному и минимальному значению интенсивности излучения, прошедшего ПС, при повороте ПС вокруг оптической оси. В этом случае (I_мах - I_мin ) определяет интенсивность линейно поляризованной компоненты излучения, I_мin - интенсивность неполяризованной компоненты (ее интенсивность не изменяется при повороте ПС относительно оптической оси), а I_мах – полную интенсивность излучения, прошедшего поляризационный светофильтр.

Для получения зависимости степени поляризации излучения исследуемого лазерного модуля от тока через переход необходимо заполнить таблицу 2.

1. Установить поляризационный светофильтр на оптической оси системы

2. Установить максимальное значение интенсивности излучения лазера

3. Измерить U_ПЛ, данные занести в таблицу 2.

4. Медленно вращая поляризационный светофильтр, определите величину максимальной интенсивности излучения, прошедшего ПС (I_мах), и минимальной интенсивности излучения (I_мin). Данные занести в таблицу 2.

5. Изменяя интенсивность излучения, провести измерения по п.п.2-4 для 8-10 значений тока через p-n переход (I_pn) в светодиодном и лазерном режимах работы модуля.

6. Выключить лазер, переключив тумблер Т в положение «Выкл».

7. Измерить значение R₁, необходимое для проведения расчетов.

8. Данные показать преподавателю

Таблица 2. Экспериментальные данные для получения зависимости степени линейной поляризации (P) от тока через p-n переход.

№	UПЛ, мВ (Прибор М1)	Ipn,мА	IПИ, мкА (Прибор М2)		P=(Iмах-Iмin)/Iмах
			Iмах	Iмin
1
2
…

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Рассчитать значения I_pn и Р, заполнив таблицу 2.

2. По полученным данным построить график зависимости P от I_pn.

3. Проанализировать полученные результаты.

Литература

1. В.Г. Беспалов,  В.Н. Крылов, В.Н. Михайлов. "Основы оптоинформатики. Раздел I", СПб., СПГУ ИТМО, 2008 г.

2. В. А. Гуртов. «Твердотельная электроника», М., Техносфера, 2005 г.

3. О. Н. Ермаков. «Прикладная оптоэлектроника», М., Техносфера, 2004 г.

4. В. И. Дудкин, Л. Н. Пахомов. «Квантовая электроника. Приборы и их применение», М., Техносфера, 2006 г.

5. Ю.А.Быстров. «Оптоэлектронные приборы и устройства», М., Радио Софт 2001г.

6. Р. Фриман. «Волоконно-оптические системы связи», М., Техносфера, 2004 г.

7. Э. Розенштер, Б. Винтер. «Опто-электроника», М., Техносфера, 2004 г.

8. М. Шур. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1992 г.

9. 3. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1984 г.

10. О. Звелто. «Принципы лазеров», М., Мир, 1990 г.

11. Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. М., СЭ, 1998г.