Инжекционного лазера

В устройстве и принципе действия инжекционного лазера отчетливо проявляются закономерности, характерные для любого лазера.

При прямом включении p – n – перехода происходит инжекция электронов через металлургическую границу. В результате инжекции электронов концентрация свободных электронов в p – области вблизи перехода значительно возрастает. Равновесное состояние перехода нарушено, к нему неприменима равновесная функция состояния. Соотношение концентраций свободных электронов в p – области изменилось на обратное по сравнению с выражением (2):

(3)

Таким образом, в области p – n – перехода произошла инверсия населенности энергетических уровней.

Рис 3. Схема полупроводниковой лазерной структуры и её зонная диаграмма при наличии прямого

внешнего напряжения в режиме инжекции носителей заряда через p – n – переход.

Термодинамически неравновесная среда с инверсной населенностью энергетических уровней является оптически активной средой полупроводникового лазера. В ней начинает развиваться механизм вынужденных (стимулированных) переходов. На рис.3 наглядно представлен механизм излучательной рекомбинации, стимулированный первичным фотоном.

Таким образом, оптически активной средой p – n – переход при его прямом включении под внешнее напряжение.

Световой поток, распространяющийся параллельно p – n – переходу в режиме инжекции, усиливается за счет вынужденного излучения.

Рис 4. Схема процесса образования фотонной лавины в оптическом резонаторе лазера.