Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Грибковский В.П. -> "Теория поглощения и испускания света в полупроводниках" -> 122

Теория поглощения и испускания света в полупроводниках - Грибковский В.П.

Грибковский В.П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках — М.: Наука и техника , 1975. — 464 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyapoglosheniyaiispuskaniya1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 176 >> Следующая

По аналогии с г}г можно ввести понятие внешнего дифференциального квантового выхода генерации rjг, равного отношению числа вышедших из резонатора генерируемых квантов света к избыточному над порогом числу носителей тока, прошедших через активный слой. В соответствии с этим определением из (21.2) находим
ASr/hcor
sAj/e
= ЧГ
_______
кт “К I
(21.3)
Внешний квантовый выход генерации равен произведению г)г на функцию выхода излучения
F
(21.4)
После преодоления порога мощность генерации резко возрастает с током, а рост спонтанного испускания заметно за-
Рис. 109. Зависимость интенсивности люминесценции, выходящей из боковой грани, от тока [626]
342
медляется. При двух-трех порогах интенсивность стимулированного испускания на три-четыре порядка выше наблюдаемой электролюминесценции. Однако было бы ошибочно думать, что суммарная скорость спонтанной и неоптической рекомбинации в диоде также пренебрежимо мала. На самом деле она сравнима или даже больше суммарной скорости стимулированного испускания. Это связано с нитевидной структурой генерации. При сравнении скоростей стимулированного и спонтанного испускания следует учитывать, что функция выхода генерируемого излучения /сг/(/сг+р) составляет обычно десятки процентов, в то время как только доли процента электролюминесценции выходят из диода и регистрируются прибором. Следовательно, параметр у может быть достаточно большим и его нельзя полагать равным нулю.
Если /(/) растет с током быстрее, чем линейно, то Sr будет достигать насыщения и может начать уменьшаться вплоть до полного исчезновения генерации. Такой эффект, вызванный нагреванием диода, наблюдался на опыте [627]. Исследование нелинейного роста f(j) может оказаться полезным для выяснения физических процессов, происходящих в диоде. Однако поскольку в этой области к.п.д. резко падает, в дальнейшем мы ограничимся рассмотрением только линейного приближения.
Внутренний квантовый выход генерации. Иногда его смешивают с квантовым выходом люминесценции. Однако это не только физически разные величины, но между ними нет однозначной связи [608]. Квантовый выход люминесценции определяется только отношением скоростей спонтанной и безыз-лучательной рекомбинации. Квантовый выход генерации характеризует лазерный прибор в целом, активную среду и резонатор. Если, например, нанести царапины на зеркала резонатора, то г}л не изменится, а г}г может значительно уменьшиться. Величина г}г служит количественной мерой, показывающей, насколько реальный лазер приближается к идеально однородному генерирующему слою, в котором после преодоления порога скорости всех процессов, кроме генерации, остаются постоянными и вся избыточная над порогом энергия накачки превращается в энергию генерируемого излучения, т. е. т,г= Неочевидно, Лг должно коррелировать с картиной ближнего поля излучения, что и подтвердилось на опыте [628].
Измерения проводились при температуре жидкого азота и возбуждении генерации импульсами тока продолжительностью 1 мксек и частотой следования 60 гц. Значение г}г находилось
*> Для того чтобы было равно единице, требуется не только однородность активного слоя, ио и равенство нулю коэффициента поглощения свободными носителями активной области на частоте генерации.
343
Рис. ПО. Ближнее поле лазерных диодов: 1 — спонтанное излучение;
2, 3, 4 — стимулированное излучение; г)г=0,1; 0,3; 0,5 соответственно
(Х300) [628]
из измеренной зависимости внешнего дифференциального квантового выхода генерации от коэффициента полезных потерь излучения в резонаторе. Картина ближнего поля наблюдалась и фотографировалась с помощью инфракрасного микроскопа МИК-1.
При токах ниже порогового ближнее поле спонтанного излучения во всех диодах однородно. С началом генерации в области р — n-перехода возникает одна или несколько генерирующих точек, интенсивность излучения которых заметно превышает интенсивность люминесценции в остальной части области рекомбинации. При небольшом увеличении тока выше порога число генерирующих нитей возрастало. G ростом тока свыше 2/п количество генерирующих нитей, как правило, оставалось неизменным, увеличивалась только их яркость.
В интервале значений плотности тока /, в котором изменяется число генерирующих пятен, возрастание мощности генерации происходит быстрее, чем по линейному закону. В дальнейшем устанавливается линейная зависимость.
На рис. 110 в качестве примера приведены типичные картины ближнего поля трех диодов одинаковой геометрии, но с резко отличающимся квантовым выходом генерации при накачке в три порога. У первого диода достаточно ярко генерируют только три нити, находящиеся па значительном удалении друг от друга. Во втором диоде число ярких пятен велико и они расположены достаточно близко. В третьем диоде яркие пятна сливаются в сплошную полосу. Внутренний квантовый выход генерации у этих диодов соответственно равен ОД; 0,3 и 0,5.
Экспериментальные данные, полученные для других диодов, также подтверждают наличие ярко выраженной корреляции между картиной ближнего поля излучения и величиной
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 176 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed