Скачиваний:
67
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
328.03 Кб
Скачать

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

22-E590

 

CW T=20oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

W=100µm, L=1340µm,

 

 

 

 

 

 

 

 

HR(99%) AR(5%)

 

 

 

 

 

 

 

)

 

Ith=226mA, 0.87W/A, ηd=72%

 

 

 

 

 

 

 

 

Uo=1.238V, Rs=38mOhm

 

 

 

 

 

 

 

P (Вт

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

0

 

 

 

 

Ток накачки, I (А)

 

 

 

 

Пример ватт-амперной характеристики лазера с выходной мощностью, ограниченной разрушением выходного зеркала.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 14, стр. 21

металл

диэлектрик

квантовая яма

волновод

разрушенная область

Микрофотография лазера в конструкции гребешкового волновода с разрушенным выходным зеркалом

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 14, стр. 22

Обычно считается, что внутренней причиной подобного поведения является поглощение части излучения лазера в узкой области, прилегающей к выходному зеркалу лазера. Уменьшение ширины запрещенной зоны, вызванное увеличением температуры, приводит к еще более эффективному поглощению света и может приводить к стремительному росту температуры.

Вводится понятие плотности внутренней оптической мощности:

 

 

 

 

 

P

 

 

1+ R

 

 

 

p =

 

 

 

 

out

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wd

 

1R

eff

 

 

 

 

 

 

R – коэффициент отражения зеркала, W – ширина полоска, deff – эффективная ширина моды в поперечном направлении (приблизительно равен толщине волновода)

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 14, стр. 23

Разрушение зеркала наступает, когда плотность лазерной мощности у выходной грани резонатора достигает порогового уровня, pCOMD.

Обнаружено, что внутренняя плотность мощности на пороге разрушения зеркала:

1.Зависит от материала активной области

2.Слабо зависит от материала волновода.

3.Зависит от процесса пассивации (диэлектрического покрытия) граней (может увеличиваться в несколько раз по сравнению со сколотыми гранями).

Наилучшими характеристиками на сегодняшний день обладают КЯ

InGaAs.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 14, стр. 24

Плотность оптической мощности, приводящая к катастрофическому разрушению зеркал, для лазеров с пассивированными зеркалами

Материал активной

Длина волны,

pCOMD,

области

мкм

MВт/см2

 

 

 

In0.2Ga0.8As

0.98

18-19

 

 

 

InGaAsP

0.81

~18

 

 

 

GaAs

0.87

10-12

 

 

 

Al0.07Ga0.93As

0.81

8-9

 

 

 

Al0.13Ga0.87As

0.78

~5

 

 

 

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 14, стр. 25

Максимальная выходная мощность, ограниченная катастрофическим разрушением может быть выражена:

PCOMD =Wd

1

R

p

 

 

 

 

 

eff 1

 

COMD

out

+ R

Выходная мощность, ограниченная катастрофическим разрушением зеркал, может быть увеличена с помощью

1.Увеличения порога разрушения (оптимальный выбор материала активной области, оптимизация технологии зеркал)

2.Уменьшения плотности мощности на выходной грани. Например, используя лазеры с широким поперечным волноводом. Однако, при этом уменьшается фактор оптического ограничения.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 14, стр. 26