Лаба_Ламкин_4

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра фотоники

отчет

по лабораторной работе № 4

по дисциплине «Квантовая и оптическая электроника»

тема: «ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИНЖЕКЦИОННЫЙ ГЕТЕРОЛАЗЕР»

Студенты гр. 5209		Хабибулин А.Р.
		Соловьев В.А.
		Мирзоалиев З.Э.
Преподаватель		Ламкин И.А.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы

Целью работы является ознакомление с полупроводниковым инжекционным гетеролазером, а также исследование его основных характеристик.

Схема измерительной установки

1. Блок-схема оптической установки для исследования инжекционного гетеролазера

В лабораторной работе исследуется полупроводниковый инжекционный лазер, используемый для считывания DVD-дисков. Лазер установлен в держателе, содержащем нагреватель и обеспечивающий поворот лазера по горизонтальной и вертикальной осям для исследования диаграммы направленности. Излучение лазера направляется на входное отверстие волновода, подключенного к спектрометру быстрого сканирования (СБС), позволяющему проводить измерение спектральных характеристик ИПЛ за время 100 мс и менее. Спектр отображается на экране персонального компьютера и может быть сохранен на жесткий диск в виде текстового файла. Нагреватель управляется путем регулирования напряжения на дополнительном источнике питания.

Обработка результатов.

Вольт-амперная характеристика лазера.

Результаты исследования ВАХ полупроводникового лазера приведены в таблице №1.

U, V	0	1,83	1,99	2,08	2,16	2,24	2,3	2,36	2,42	2,49
I, mA	0	0	3	6	9	12	15	18	21	24

2. Вольт-амперная характеристика лазера

Зависимость мощности излучения от тока накачки

Результаты расчета ватт-амперной характеристики приведены ниже:

I, mA	0	0	3	6	9	12	15	18	21	24
P, mW	0	0	5,97	12,48	19,44	26,88	34,5	42,48	50,82	59,76

3. Ватт-амперная характеристика лазера

Зависимость длины волны в максимуме от тока накачки.

Результаты исследования спектральных максимумов лазера приведены ниже:

Таблица 3

I, mA	0	3	6	9	12	15	18	21	24
λmax, nm	-	-	-	-	-	-	654,85	655,11	655,37

4. Зависимость длины волны максимума от тока накачки

Диаграммы направленности.

Данная диаграмма отображает два случая: для угла поворота держателя оси излучения лазера γ = 0° и γ = 90°.

5. Диаграмма направленности

Спектры излучения лазера при разных температурах.

Результаты построения спектральных характеристик лазера при разных температурах приведены ниже:

6. Спектральные характеристики лазера при разных температурах

Зависимость длины волны в максимуме от температуры.

Результат построения зависимости длины волны в максимуме от температуры приведен ниже

7. Зависимость длины волны в максимуме от температуры

Вывод

В ходе данной лабораторной работы были исследованы основные характеристики полупроводникового инжекционного гетеролазера.

ВАХ имеет, как и большинство полупроводниковых приборов, экспоненциальную прямую ветвь.

Ватт-амперная характеристика говорит о том, что мощность лазера линейно зависит от тока, протекающего через него.

Рассматривая зависимость длины волны в максимуме от тока накачки, можно заключить что, при увеличении тока накачки максимум мощности излучения наблюдается с большей длинной волны, а соответственно с меньшей энергией излученного фотона.

Согласно диаграмме направленности, при повороте держателя относительно оси излучения лазера на 90 градусов ширина лазерного пятна на приемнике сузиться почти в два раза, однако и интенсивность попадающая на этот приёмник уменьшиться.

При увеличении температуры длина волны в максимуме смещается в сторону больших длин волн или же меньших энергий излучения, что можно связать с уменьшением ширины запрещенной зоны полупроводника. Электронам для перехода между уровнями требуется все меньше энергии и, соответственно, меньше энергия фотона который появиться в результате этого излучательного перехода.