Структура полупроводникового лазера

Кванты света при прохождении внутри полупроводника могут вызывать вынужденную рекомбинацию. Это вызывает лавину от одного кванта, и возникает лазерный поток (когерентный). Каждый квант света может быть поглощён. Чтобы возникло лазерное излучение, нужно, чтобы поглощение квантов было значительно меньше вынужденной рекомбинации. Для повышения эффективности лазера нужно, чтобы квант света в активной зоне прошёл несколько раз (внутри активной зоны). Соответственно, вероятность возникновения вынужденной рекомбинации существенно увеличивается.

В реальных лазерах отражения достигают полированием торцов кристалла. Коэффициент отражения полированной грани очень высокий – несколько десятков процентов. Если хотим сделать один выход, то другой металлизируем. Кванты света, которые возникают и идут не вдоль активной зоны, выходят из зоны и не участвуют в вынужденной рекомбинации.

Кристалл выполняется в виде трапеции:

Отражение от первой и второй плоскости. Появление в первом направлении квантов маловероятно. Вторую покрывают металлом, и кванты света могут выходить только из первой плоскости.

Полупроводниковые лазеры изготавливаются на основе арсенид-галлиевых соединений. Инверсную населённость в лазере легко организовать, если создать внутри лазера гетеропереходы. В этом случае в полупроводниковом лазере n- и p-области выполняются из полупроводников с более широкой запрещённой зоной. В центре областей возникают потенциальные ямы для основных носителей заряда. В таких структурах на границе перехода от центральной области к периферийным областям увеличивается коэффициент внутреннего отражения, в результате чего центральная область становится как бы светодиодом. (Грани отражают и свет “ходит” внутри это2й области.)

Полупроводниковые лазеры отличаются от лазеров других типов.