2. Относительная спектральная характеристика инжекционного лазера

Современные инжекционные лазеры на основе соединений A^IIIB^V,A^IIB^VIиA^IVB^VIи их твердых растворов, работающие при комнатной температуре, перекрывают спектральный диапазон длин волн от 0.38 мкм до 4.5 мкм. Типичные значения ширины спектра излучения_1/2для современных инжекционных лазеров с резонатором Фабри-Перо составляют 0.33 нм, а для инжекционных лазеров с распределенной обратной связью – 0.0010.01 нм.

3. Диаграмма направленностиотражает зависимость силы излучения инжекционного лазера от направления излучения (Рис. 2.4.).

Угол излучения в плоскости p-n перехода_||– плоский угол, содержащий фотометрическую ось, лежащий в плоскостиp-nперехода и образуемый направлениями, в которых сила излучения составляет не менее половины максимальной.

Угол излучения в плоскости, перпендикулярной к p-n переходу_– плоский угол, содержащий фотометрическую ось, лежащий в плоскости, перпендикулярной кp-nпереходу и образуемый направлениями, в которых сила излучения составляет не менее половины максимальной.

4. Диаграмма направленности инжекционного лазера

В связи с малыми размерами объемного резонатора направленность излучения инжекционных лазеров получается невысокой, причем различной в плоскости p-nперехода и в плоскости перпендикулярной кp-nпереходу. Типичные значения углов излучения_||в плоскостиp-nперехода для современных инжекционных лазеров составляют порядка 110°, а для углов излучения_в плоскости, перпендикулярной кp-nпереходу, – порядка 1040°. Следует отметить, что, если инжекционный лазер изготовлен в виде модуля с оптоволоконным выводом, то диаграмма направленности теряет смысл и не приводится в характеристиках к лазерному модулю. Вместо нее приводят тип оптического волокна, состыкованного с инжекционным лазером, и тип волоконно-оптического разъема на конце оптоволоконного вывода.

5. Ватт-амперная характеристика отражает зависимость выходной мощности излучения инжекционного лазера от тока накачки (Рис. 2.6.).

Пороговый ток I_th – ток накачки, при превышении которого излучение инжекционного лазера становится когерентным.

Крутизна ватт-амперной характеристикиηопределяет эффективность модуляции мощности излученияP_optинжекционного лазера током накачкиI_LDи равняется:

1. . (5.1)

Типичные значения порогового тока для современных инжекционных лазеров составляют единицы миллиампер. Типичные значения крутизны ватт-амперной характерстики для современных инжекционных лазеров лежат в пределах 0.050.3 Вт/А. В общем случае, при увеличении температуры пороговый ток увеличивается, а крутизна ватт-амперной характеристики уменьшается.

6. Ватт-амперные характеристики инжекционного лазера при различных температурах

3. Фотоэлектрические процессы в инжекционном лазере

Наиболее распространенным типом полупроводниковых лазеров являются инжекционные лазеры (их также называют лазерными диодами), в которых лазерная активная среда возникает в результате инжекции свободных носителей заряда в область p-nперехода. Под действием напряжения прямого смещения уменьшается высота потенциального барьера p-nпереход, и в область перехода инжектируются основные носители (Рис. 3.1.). При небольших токах инжекции излучение определяется исключительно спонтанными переходами из зоны проводимости в валентную зону. Такое некогерентное излучение называется люминесценцией. Некоторая часть фотонов движется вдольр-nперехода и может вызвать акты индуцированного излучения. При больших токах инжекции доля индуцированного излучения возрастает и наблюдается эффект суперлюминесценции. Он проявляется в увеличении интенсивности излучения в плоскостир-nперехода. Спектр излучения по-прежнему широк, однако он становится неравномерным, с большим числом максимумов и минимумов. Поместив активную среду в резонатор, можно увеличить плотность мощности излучения и получить когерентное излучение.