Электроника

ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР, полупроводниковый лазер, в к-ром генерация когерентного излучения осуществляется в результате инжекции носителей заряда через  электрон но-дырочный переход (р—n-переход). Возможность создания лазера на р—п-переходе предсказана в 1961 сов. учёными Н. Г. Басовым, О Н. Крохиным и Ю. М. Поповым, а первый зксперим. эффект генерации на GaAs получен амер. физиком Р. Холлом (1962)
Важнейшие отличит, особенности И. л. непосредств. преобразование электрич. энергии в лазерное иэлучение; рабочие (лазерные) квантовые переходы происходят между разрешенными энергетич. уровнями для эл-нов и дырок зоны проводимости и валентной зоны ПП. Эти особенности определяют след. осн. свойства И. л.: очень малые габаритные размеры (длв ПП кристалла, используемого одновременно в качестве как активного элемента, так и оптического резонатора, они обычно составляют: длина 200—400 мкм, ширина 200—400 мкм, высота 60— 100 мкм); простота конструкции; возможность осуществлять непосредственную (прямую) модуляцию лазерного излучения током накачки; высокое быстродействие, обусловливающее широкую полосу частот прямой модуляции (св. 10 Гц); высокий кпд (до 30—50%); возможность перестройки (в определённых пределах) длины волны (частоты) лазерного излучения; возможность создания лазерных ИС. Активный элемент И. л. (рис. 1) содержит активную область (напр., ПП с проводимостью р-типа) и примыкающие к ней слои ПП л- и р-типа, выполняющие роль эмиттеров (инжекторов) соответственно эл-нов и дырок. Оптич. резонатор И. л. образуется, как правило, двумя зеркальными параллельными гранями ПП структуры. При приложении к активному элементу прямого внеш. напряжения U из зоны проводимости гьэмиттера (рис. 2) в зону проводимости активной области поступает (инжектируется) нек-рое кол-во эл-нов, в из валентной зоны р-эмиттера в валентную зону активной области — такое же кол-во дырок (что эквивалентно уходу эл-нов из валентной зоны активной области в валентную зону р-эмиттера) Инжектированные эл-ны и дырки рекомбинируют между собой с излучением фотонов (рекомбннец. излучение). Длина волны Я. ракомбинац. излучения определяется шириной запрещенной зоны ? ПП активной области: Х=1,24 ?д. При мвлыж значениях тока, протекающего через ПП структуру, ре комби нац. излучение является спонтанным. С увеличением тока, начиная с »='ни1, в активной среде создаётся инверсия населенностей носителей заряда для меж-зонных состояний. При дальнейшем возрастании тока излучение сначала усиливается (за счёт индуцир. иэлуч<тг. квантовых переходов), а затем (когда приращение энергии в результате усиления превысит суммарные потери в оптич. резонаторе) возникает генерация на соответствующей длине волны. Ток 1пор, при к-ром начинается генерация,  наэ.  пороговым   током   генерации.