Презентация на тему: Полупроводниковые лазеры

Полупроводниковые лазеры Выполнила: Вартанова Анна У4-02 900igr.net

Содержание: Полупроводниковые лазеры и их особенности Историческая справка Люминесценция и инверсия населенностей в полупроводниках Методы накачки в п.л. Инжекционные лазеры П.л. с электронной накачкой П.л. материалы Применение п.л.

Полупроводниковый лазер - полупроводниковый квантовый генератор, лазер с полупроводниковым кристаллом в качестве рабочего вещества. В П. л., в отличие от лазеров др. типов, используются излучательные квантовые переходы не между изолированными уровнями энергии атомов, молекул и ионов, а между разрешенными энергетическими зонами кристалла. В П. л. возбуждаются и излучают (коллективно) атомы, слагающие кристаллическую решётку.

Важные особенности п.л. Компактность Высокая эффективность преобразования электрической энергии в энергию когерентного излучения (до 30—50%); Малая инерционность, обусловливающая широкую полосу частот прямой модуляции (более 109 Ггц); Простота конструкции; Возможность перестройки длины волны излучения и наличие большого числа полупроводников, непрерывно перекрывающих интервал длин волн от 0,32 до 32 мкм.

Историческая справка: 1959 г. – опубликована первая работа о возможности использования полупроводников для создания лазера 1961 г. – для этих целей предложено применение p-n переходов 1962 г. – осуществлены п.л. На кристалле GaAs (США) 1964 г. – осуществлен п.л. с электронным возбуждением; сообщено о создании п.л. с оптической накачкой 1968 г. – созданы п.л. с использованием гетероструктуры.

Люминесценция в полупроводниках (а) Инверсия населённостей в полупроводниках (б)

Методы накачки в п.л. Инжекция носителей тока через р—n-переход, гетеропереход или контакт металл — полупроводник (инжекционные лазеры); Накачка пучком быстрых электронов; Оптическая накачка; Накачка путём пробоя в электрическом поле. Наибольшее развитие получили П. л. первых двух типов.

Инжекционные лазеры

П.л. с электронной накачкой

Полупроводниковые лазерные материалы: Полупроводник Длина волны излучения, мкм Максимальная рабочая температура, К Способ накачки ZnS ZnO Zn1-xCdxS ZnSe CdS ZnTe CdS1-xSex CdSe CdTe 0,32 0,37 0,32—0,49 0,46 0,49—0,53 0,53 0,49—0,68 0,68—0,69 0,79 77 77 77 77 300 77 77 77 77 Э Э Э Э, О, П Э Э, О Э, О Э, О GaSe GaAs1-xPx AlxGa1-xAs InxGa1-xP GaAs lnP InxGa1-xAs InP1-xAsx InAs InSb 0.59 0,62—0,9 0,62—0,9 0,60—0,91 0,83—0,90 0,90—0,91 0,85—3,1 0,90—3,1 3,1—3,2 5,1—5,3 77 300 300 77 450 77 300 77 77 100 Э, О Э, О, И О, И О, И Э, О, И, П О, И, П О, И О, И Э, О, И Э, О, И PbS PbS1-xSx PbTe PbSe PbxSn1-xTe 3,9—4,3 3,9—8,5 6,4—6,5 8,4—8,5 6,4—31,8 100 77 100 100 100 Э, И О, И Э, О, И Э, О, И Э, О, И

Применение п.л. Оптическая связь (портативный оптический телефон, многоканальные стационарные линии связи); Оптическая локация и специальная автоматика (дальнометрия, высотометрия, автоматическое слежение и т.д.); Оптоэлектроника (излучатель в оптроне, логические схемы, адресные устройства, голографические системы памяти), Техника специального освещения (скоростная фотография, оптическая накачка др. лазеров и др.); Обнаружение загрязнений и примесей в различных средах; Лазерное проекционное телевидение 1 — электронная пушка; 2 — фокусирующая и отклоняющая система; 3 — полупроводниковый кристалл — резонатор; 4 — объектив; 5 — экран.

Спасибо за внимание!