Полупроводниковые лазеры с электронной накачкой.

При бомбардировке полупроводника быстрыми электронами с энергией W ~ 10³—10⁶ эв в кристалле рождаются электронно-дырочные пары; количество пар, E. Этот способ применим к  создаваемое одним электроном, ~W/3 полупроводникам с любой шириной запрещенной зоны. Выходная мощность Полупроводникового лазера достигает 10⁶ вт, что объясняется возможностью накачки большого объёма полупроводника (рис. 5). ^ Рисунок 5 Схематическое изображение полупроводниковых лазеров с электронной накачкой: а — поперечной, б — продольной. Полупроводниковый лазер с электронной накачкой содержит электронный прожектор, фокусирующую систему и полупроводниковый кристалл в форме оптического резонатора, помещенные в вакуумную колбу (рис. 6). Техническое достоинство Полупроводниковый лазер с электронной накачкой — возможность быстрого перемещения (сканирования) электронного пучка по кристаллу, что даёт дополнительный способ управления излучением. Так как заметная часть энергии электронного пучка тратится на разогрев решётки кристалла, то кпд ограничен (~¹/₃EE, а испускается фотон с энергией ~); на каждую электронно-дырочную пару расходуется энергия 3 Рисунок 6 Полупроводниковый лазер с электронной накачкой в отпаянной вакуумной трубке.

Полупроводниковые лазерные материалы.

В Полупроводниковый лазер используются главным образом бинарные соединения типа А³В⁵, А²В⁶, А⁴В⁶ и их смеси — твёрдые растворы (см. табл.). Все они — прямозонные полупроводники, в которых межзонная излучательная рекомбинация может происходить без участия фононов или других электронов и поэтому имеет наибольшую вероятность среди рекомбинационных процессов. Кроме перечисленных в таблице веществ, имеется ещё некоторое количество перспективных, но мало изученных материалов, пригодных для Полупроводникового лазера, например другие твёрдые растворы. В твёрдых растворах E зависит от химического состава, благодаря чему можно  - величина изготовить Полупроводниковый лазер на любую длину волны от 0,32 до 32 мкм. Полупроводниковые лазеры (Э — накачка электронным пучком; О — оптическая накачка; И — инжекционные лазеры; П — накачка пробоем в электрическом поле)

Полупроводник	Длина волны излучения, мкм	Максимальная рабочая температура, К	Способ накачки
ZnS ZnO Zn1-xCdxS ZnSe CdS ZnTe CdS1-xSex CdSe CdTe	0,32 0,37 0,32—0,49 0,46 0,49—0,53 0,53 0,49—0,68 0,68—0,69 0,79	77 77 77 77 300 77 77 77 77	Э Э Э Э Э, О, П Э Э, О Э, О Э
GaSe GaAs1-xPx AlxGa1-xAs InxGa1-xP GaAs lnP InxGa1-xAs InP1-xAsx InAs InSb	0.59 0,62—0,9 0,62—0,9 0,60—0,91 0,83—0,90 0,90—0,91 0,85—3,1 0,90—3,1 3,1—3,2 5,1—5,3	77 300 300 77 450 77 300 77 77 100	Э, О Э, О, И О, И О, И Э, О, И, П О, И, П О, И О, И Э, О, И Э, О, И
PbS PbS1-xSx PbTe PbSe PbxSn1-xTe	3,9—4,3 3,9—8,5 6,4—6,5 8,4—8,5 6,4—31,8	100 77 100 100 100	Э, И О, И Э, О, И Э, О, И Э, О, И