Теория поглощения и испускания света в полупроводниках - Грибковский В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Из анализа (25.32) следует, что с увеличением длины активного слоя мощность генерации вначале возрастает, а затем стремится к насыщению. В отличие от этого мощность
416-
Рис. 140. Зависимость плотности порогового тока от энергии электронов для арсенида галлия: образец № 138 — = 12,9-1018 см~3, Л^=6,43-1018
смгъ (/); образец № 139 — Мг=3,Ы018 см~3 и Na—2,54-1013 см~3 (2) при Г = 300°к (а) и 85 °к (б) [798]
генерации в расчете на единицу длины ST/l имеет максимум, положение которого определяется условием (21.7).
Для соответствующих условий эксперимента отношение к.п.д. лазера с электронным возбуждением к к.п.д. инжекционного лазера, согласно (21.8) и (25.33), равно
yeeU
(1 + RoiumJU)
_1_
з
eU
1
^о/инж
и
(25.34)
Поскольку eU/Eg близко к единице, а Яо/инж может быть значительно меньше U, то из (25.34) следует, что к.п.д. лазера с электронным возбуждением при прочих равных условиях почти в три раза меньше, чем к.п.д. лазерных диодов.
Если в качестве затраченной энергии взять энергию всех электронов, падающих на поверхность активной среды, то по-
Рис. 141. Схемы многоэлементных полупроводниковых лазеров с продольной (а) и поперечной (б) накачкой пучком быстрых электронов [796]
27. Зак. 312
417
лучиФся еще меньшее значение ц'е, связанное с г]е формулой
ч: = (1-К)Пе- (25.35)
Здесь Re — коэффициент отражения электронов. В кристаллах, состоящих из тяжелых атомов, значение Re достигает 50% [795].
Для лазеров с электронным возбуждением справедливы общие закономерности, установленные при рассмотрении радиационных шумов и нестационарного режима генерации инжекционных лазеров. В частности, при электронном возбуждении наблюдается вынужденная синхронизация мод [800], А период пульсаций излучения в режиме свободной генерации удовлетворяет формуле (24.26) [801].
Угол расходимости излучения ПКХ с электронной накачкой такой же, как и при оптическом возбуждении. Основное ограничение мощности генерации связано с радиационными шумами (§ 23), препятствующими генерации в большом объеме активной, среды. Для подавления шумов предложено несколько конструкций многоэлементных лазеров [796]. В лазере типа «излучающее зеркало» активный слой разделен канавками, заполненными поглощающим веществом (рис. 141, а). Электронный луч направляется параллельно оси резонатора. Благодаря общему выносному зеркалу удается осуществить оптическую связь между всеми элементами и значительно снизить угол расходимости. В другой конструкции лазера секции активного вещества располагаются ступеньками на общем хладопроводе (рис. 141,6). Суммарная мощность многоэлементных лазеров с электронной накачкой достигает 1,5 Мет.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. Ф. Иоффе. Физика полупроводников. М.—Л., Изд-во АН СССР, .1957.
2. Р. С м и т. Полупроводники. М., ИЛ, 1962.
3. В. М. Глазов, С. Н. Чижевская, Н. Н. Глаголева. Жидкие полупроводники. М., «Наука», 1967.
4. 3. У. Борисова. Химия стеклообразных полупроводников. Л., ЛГУ,
1972.
5. 3. Мет фес сель, Д. К- Маттис. Магнитные полупроводники. М., «Мир», 1972.
6. Я. А. У г а й. Введение в химию полупроводников. М., «Высшая школа», 1965,
7. Химическая связь в полупроводниках и полуметаллах. Минск, «Наука и техника», 1972.
8. О. М а д е л у н г. Физика полупроводниковых соединений элементов
III и V групп. М., «Мир», 1967.
9. К- Хилсум и А. Роу з-И н с. Полупроводники типа А3В5. М., ИЛ, 1963.
10. Г. Джонс. Теория зон Бриллюэна и электронные состояния в кристаллах. М., «Мир», 1968.
11. Г. Б. Б о кий. Кристаллохимия. М., «Наука», 1971.
12. А. Ф. Городецкий, А. Ф. Кравченко, Е. М. Самойлов. Основы физики полупроводников и полупроводниковых приборов. Новосибирск, «Наука», 1966.
13. Г. В. Штрайтвольф. Теория групп в физике твердого тела. М., «Мир», 1971.
14. Р, Н о к с, А. А л ь б е р т. Симметрия в твердом теле. М., «Наука», 1972.
15. Б. Ф. Ормонт. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М., «Высшая школа», 1968.
16. Травление полупроводников. М., «Мир», 1965.
17. С. А м е л и н к с. Методы прямого наблюдения дислокаций. М., «Мир»,
1968.
18. С. С. Горелик, Л. Н. Р а с т о р г ц е в, Ю. А. С к а к о в. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М., «Металлургия», 1970.
19. Y. N a n n i с h i. Precise determination of the orientation of the (100) axis of III—V compounds for junction lasers. Rev. Scient. Instrum., 37, 111, 1966.
20. Я. И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. М.—-Л., Изд-во АН СССР, 1959.
21. Н. М о т т, Р. Г е р н и. Электронные процессы в иоиных кристаллах. М., ИЛ, 1950.
22. Ф, Зейтц. Современная теория твердого тела. М.—Л., ГИТТЛ, 1949.
23. Ф. Дж. Б л а т т. Физика электронной проводимости в твердых телах.
М„ «Мир», 1971. V
24. Б. И. Б о л т а к с. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. Л., «Наука», 1972.
419
25. У( Д а н л э п. Введение в физику полупроводников. М., ИЛ, 1959.
26. Р. Г. Родес. Несовершенства и активные центры в полупроводниках. М., «Металлургия», 1968.
27. Дефекты в кристаллах полупроводников. М., «Мир», 1969.
28. В. Рид. Дислокация в кристаллах. М., Металлургиздат, 1957.
