Система накачки

Существует несколько способов накачки полупроводниковых лазеров:

• Оптическая накачка – осуществляется путем облучения кристалла потоком интенсивного оптического излучения.

• Электронная накачка – осуществляется за счет воздействия на кристалл пучка быстрых электронов.

• С помощью действия силового электронного поля.

• Инжекционная накачка – осуществляется путем пропускания тока через p-n переход.

Наиболее распространенный способ возбуждения полупроводникового лазера кристалла является пропускание тока через p-n переход (инжекционные лазеры). Они построены на использовании кристаллов с p-n переходом в прямом включении.

И нжекция – впрыскивание.

Генерация возникает в области p-n перехода, имеющего толщину порядка 10 мкм, и распределяется вдоль перехода. В то время как ток протекает перпендикулярно p-n переходу.

Обычно инжекционные лазеры работают в импульсном режиме при Т = 77К (температура жидкого азота).

Лазерные светодальномеры: Bosch

Leica

Полупроводниковый лазер – диод, включенный в прямом направлении.

Резонатор

Полупроводниковый лазер имеет резонатор за счет отражения от боковых границ кристалла без нанесения каких-либо отражающих покрытий.

Формула Френеля для нормального падения излучения.

Для Германия:

с = 300000 км/ч

v = 75000км/ч

n = 4.0

ρ = 40%

В силу плоской конфигурации резонатора требования к полировке и взаимной перпендикулярности выходных граней очень высока.

Некоторые параметры полупроводниковых лазеров

Полупроводник	Длина волны излучения, мкм	Рабочая температура, К	Пороговый ток, А/см2	Способ накачки
GaAs	0.85	77	103	Инжекция носителей; электронное возбуждение; электронный пучок; оптическая
GaAs	0.91	293	5*104	Инжекция носителей
InP	0.90	77	3*103	Инжекция носителей
InAs	3.10	4.2	103	Инжекция носителей; оптическая
GaSb	0.78	12	103	Инжекция носителей; электронный пучок
PbTe	6.50	12	103	Инжекция носителей; электронный пучок; оптическая
ZnS	0.33	4.2		Электронный пучок
PbSe	8.60	12		Электронный пучок
Te	3.70	4.2		Электронный пучок

Излучающей областью полупроводникового лазера является p-n пере­ход, весьма узкий участок кристалла. Как известно, расходимость ла­зерного пучка определяется дифракционными эффектами и у полупроводни­ковых лазеров диаграмма направленности носит сложный характер. Рас­ходимость по двум взаимно перпендикулярным осям обратно пропорциональ­на толщине и ширине p-n перехода и отличается более чем на порядок. Перпендикулярно p-n переходу диаграмма направленности лазерного пуч­ка имеет форму:

Центральный лепесток диаграммы может иметь угловую ширину до 60° и более. В плоскости, совпадающей с плоскостью p-n перехода, у диаграммы направленности вторичных максимумов нет, а угловая ширина лежит в пределах 10'.

Полупроводниковые лазеры обозначаются по ЕСКД: