Исследование инжекционного полупроводникового лазера, страница 6

                                                                                       Блок питания  

                                                Омметр                       микрохолодильника

Рис. 7.3. Электрическая схема установки

Пределы миллиамперметра (100мА и 200мА) переключаются с помощью тумблера S. В установке предусмотрена возможность грубой и точной регулировок тока накачки с помощью соответствующих потенциометров. Предельно допустимые значения тока накачки лазерного диода I_max = 200 мА и тока микрохолодильника I_{х max} = 500 мА.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и включить ее.

2. Установив ток накачки I = 170 мА и ток микрохолодильника I_х = 0, в течение 7 … 10 мин снять временные зависимости мощности излучения полупроводникового лазера P = f(t), падения напряжения U = f(t) на лазере и величины терморезистора R_T = f(t). Выключить ИППЛ.

3. После охлаждения  лазера в течение 5 мин снять токовые зависимости P = f(I), U = f(I) и R_T = f(I) при выключенном микрохолодильнике. Диапазон изменения тока I = 60…200 мА. В диапазоне токов 60 … 150 мА измерения следует проводить через 30 мА,  в диапазоне 150 … 200мА – через 10 мА. В процессе измерений необходимо учитывать тепловую инерционность лазера, обеспечивая в каждой точке выдержку не менее 1,5...2 мин.

3. Исследовать зависимости P = f (I) и U = f (I) при неизменном значении сопротивления терморезистора R_T = 1,3 кОм. Постоянство R_T  достигается  регулированием тока микрохолодильника I_х = 0 … 480 мА. Построить зависимость P = f (I) и определить пороговый ток I_пор как точку пересечения касательных к рабочему (крутому) и начальному (пологому) участкам токовой зависимости.

5. Исследовать диаграммы направленности лазерного излучения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: P = f (Θ₌) и P = f (Θ_┴) при токах накачки I< I_пор, I = 1,1 I_пор и I = I_max.

Содержание отчета

1. Цель, содержание работы, схема лабораторной установки.

2. Таблицы и  графики  всех экспериментальных  зависимостей:  P = f(t), U = f(t), R_T = f(t),R_T = f(I), P = f(I), U = f(I), P = f (Θ₌) и P = f (Θ_┴).

3. Расчет и график зависимости КПД ИППЛ η = Р / P_нак = f (I) в предположении, что мощность излучения Р = 5 мВт при I_max = 200 мА, а мощность накачки определяется как P_нак = UI.

4. Значения ширины диаграммы направленности излучения ИППЛ на половинном уровне мощности, определенные графически по  зависимостям P = f (Θ₌) и P = f (Θ_^), построенным в полярных координатах.

5. Выводы по работе. Протокол испытаний.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте условия усиления излучения в полупроводнике.

.         2. Что такое квазиуровни Ферми?

3. Чем определяется I_пор ИППЛ, и каковы пути его уменьшения?

4. Что такое односторонняя и двухсторонняя гетероструктуры?