25. Полупроводниковые лазеры с электронной накачкой. Принцип действия и параметры.

п/п находят со временем все больше применение в оптотехнике и квантовой электронике.Что я вляется необходимостью освоения оптич. диат.:

1) Высокая частота излучения: около 10¹⁴Гц.- выше информат-ть оптич. каналов.

2) λ очень мала => позволяет увеличивать концентрацию эл. в пространстве.

3) Информация передается с поглощением фотонов => ē обладают важными св-ми : это позволяет передавать по 1-му световоду группу сигналов.

Для провокации процесса рекомбинации:

1 способ: катодолюминисценция: один из способов создания неравновестных ē и р – использование ускоренных ē.

2 способ: источник на основе электролюминисценции: процесс рекомбинирование носителей в обл. р-n- перехода, инжектируемых с электродов.

Выходные параметры данных способов имеют различие:

1) Режим работы: импульсный, непрерывный, импульсно-переодический.

2) КПД: катодолюминисценция: около 35%

3) спектр излучения источника

4) пред. мощности излучения. мощность генерир-го п/п ē-ми до 20 Вт.

Первый п/п лазер с электронным возбуждением был создан в 1964 Басовым,Богдановичем. На основе кристалла CdS.

Первая конструкция лазера была примитивна :

Называлась поперечной схемой, где происходило возбуждение п/п пластины.

А в 60-х годах принята попытка продольной схемы возбуждения.

п/п пластину возбуждают острофокусированным пучком, кот. попадает на тонкую пластину (30-50 мкрн). она с одной стороны покрыта отражающей поверхностью, а вторая сторона прозрачна.

Резанатор создавался напылен. слоем , и генерация в направлении падения пучка.

Здесь появилась возможность сканирование и модуляции лазерного излучения путем управления ē-м пучком.

26.Свойства контакта Ме – п/п.

В исходном состоянии является источником электронов, возникающих в термоэлектронной эмиссии.

Аt – термодинамическая работа выхода.

Efn – Уровень Ферми.

А₀ – внешняя работа выхода.

Если сближать металл и п/п на очень малое расстояние (d). То количество электронов, попадающих в металл, будет больше, чем количество электронов, попадающих в п/п. Образуется «-» заряд на металле.

При сближении Ме и п/п на малые расстояния, электроны из п/п поступают в металл:

Потенциальный барьер растет, что приводит к выравниванию потоков электронов.

Чем меньше d, тем больше контактная разность потенциалов. Когда d=0 и концентрация в п/п n=10¹⁸ см^-3, а в металле n=10²² см^-3, величина контактного слоя D ~ 50 мкм.

В случае, если работа выхода из п/п больше чем из металла, то картина изменяется на обратную. Электроны из металла будут проходить в п/п и там будет формироваться «-» заряд, а в металле «+» заряд.

Чтобы электроны перешли из Ме в п/п образуется потенциальный барьер. Образуется «-» заряд, наступает равновесие:

Особое свойство – выпрямляющее действие. Если к контактному слою приложить внешнее поле, будет высокая проводимость в Ме и п/п.

Барьер для электронов из п/п в Ме растет, компенсируем уход электронов из п/п:

Уменьшение e(V_K-U) приводит к увеличению J по экспоненциальному закону.