Устройство полупроводникового лазера

Схематично устройство лазера на p-n переходе показано на рис.

Рис.

Для получения генерации лазерного излучения две противоположные поверхности (перпендикулярно запирающему слою) делают полированными и они выполняют функцию зеркал оптического резистора с R≈0.35. Две другие поверхности оставляют грубо обработанными, чтобы не допустить нежелательной генерации. Диаметр пучка достигает 40 мкм. Длина волны излучения полупроводниковых лазеров в зависимости от параметров материала и p-n перехода колеблется от 0,7 до 30 мкм. Но наибольшее распространение получили GaAs лазеры с длинной волны 0,84 мкм. Мощность непрерывного излучения достигает 5-10 мВт.

Полупроводниковые лазеры GaAs с одним p-n переходом имеет важный недостаток – высокая пороговая плотность тока, при которой достигается критическая инверсия и становится возможной генерация лазерного излучения - А/ . Они могут работать при низких трансформаторах. Поэтому в настоящее время применяют полупроводниковые лазеры с двойными или несколькими p-n переходами соединенные последовательно. (гетеропереходные лазеры), которые имеют пороговую плотность тока А/ работают при комнатной температуре.

Полупроводниковые лазеры из-за малой мощности излучения получили основное применение в средствах передачи информации (например по волоконно-оптическим линиям) т.к. световой луч легко модулируется приложенным напряжением, а так же в других областях.

В настоящее время разрабатываются полупроводниковые лазеры большой мощности до нескольких десятков Вт. Для этого применяется последовательное и параллельное соединение большого числа единичных лазерных источников (до нескольких десятков тысяч). Такое соединение производится, например, с помощью волоконных световодов, как показано на рис.

Рис.

Получается гибкая конструкция, которая может быть упакована в очень малом объеме. Например:

Рис.