Спектр излучения ИППЛ зависит от соотношения усиления и потерь. До порога генерации излучение лазера носит спонтанный однопроходный характер и занимает всю полосу длин волн лазерного перехода. При превышении усиления над потерями спектральная линия излучения сжимается до единиц нанометров. Рост тока накачки сопровождается нагревом кристалла, вследствие чего потери в полупроводнике возрастают за счет активизации процессов безызлучательной рекомбинации и спонтанного излучения. Кроме того, повышение температуры полупроводника вызывает дрейф контура усиления в сторону больших значений длин волн.
Малые, сопоставимые с λ размеры d и D излучающей области приводят к сильной дифракционной расходимости θ пучка излучения ИППЛ. В допороговом режиме θ составляет десятки угловых градусов. С ростом усиления при переходе от спонтанного излучения к индуцированному диаграмма направленности ИППЛ в плоскости p-n–перехода сужается до единиц угловых градусов. В плоскости, перпендикулярной переходу, где λ ~ d, она сохраняется практически на начальном уровне. Уменьшение расходимости пучка ИППЛ возможно при использовании встроенной короткофокусной оптики.
Излучение непрерывных ИППЛ может успешно модулироваться током накачки, поскольку на рабочем участке зависимость P = f(I) достаточно близка к линейной. Диапазон частот модуляции, ограничиваемый в основном инерционностью процесса электронно-дырочной рекомбинации, рекордно велик и достигает единиц гигагерц.
ИППЛ используются в волоконно-оптических линиях связи; оптоэлектронных устройствах; устройствах считывания, обработки и воспроизведения информации; дальномерах малого радиуса действия; приборах ночного видения; устройствах посадки летательных аппаратов; стыковки космических объектов; в медицине и т. д. Основными путями развития ИППЛ являются повышение срока службы до 104...105 ч, поиск новых активных сред в целях расширения диапазона λ, а также снижение токов накачки до уровня, обеспечивающего согласования лазерных диодов с микросхемами.
Описание лабораторной установки. В работе исследуется полосковый ИППЛ непрерывного режима на основе GaAs-GaAlAs. Излучающий кристалл закреплен в металлическом корпусе. Теплоотвод осуществляется с помощью радиатора, снабженного микрохолодильником на основе эффекта Пельтье. Регулируя ток Ix микрохолодильника, можно поддерживать температуру кристалла неизменной. Косвенный контроль температуры кристалла производится измерением величины встроенного в лазер полупроводникового терморезистора, номинальное значение которого составляет RT = 1,3 кОм.
Мощность излучения лазера Р регистрируется с помощью точечного фотодиода, установленного на подвижной стойке, допускающей смещение фотоприемника относительно оси лазера на угол Θ от нуля до ± 90о. Держатель лазера позволяет вращать корпус лазерного диода вокруг его оптической оси на 90о, обеспечивая тем самым возможность исследования диаграмм направленности лазерного излучения P = f (Θ=) и P = f (Θ┴) в плоскости xz, параллельной p-n–переходу, и в перпендикулярной ей плоскости yz.
Основой электрической части установки (рис. 7.3) является регулируемый блок питания инжекционного лазера. В блок питания встроены двухпредельный миллиамперметр для контроля тока I накачки лазерного диода и вольтметр, измеряющий падение напряжения U на нем.
“Регулировка тока”
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.