2015-05-10
371
Взаимодействие потока фотонов 
с энергией 
с активной зоной гетероперехода приводит к изменению плотности этих фотонов определяемой разностью скоростей переходов между уровнями двухуровневой системы:
где S21=S21(спон.)+S21(вын.); S12=S12(погл.)
За время dt фотоны проходят в активной зоне вдоль границы соединения гетеропары расстояние
n- показатель преломления полупроводника в активной зоне.
Вместо (35) получим:
Введем вместо 
, выражение для потока фотонов через интенсивность 
Тогда (36) преобразуется к следующему виду:
Из этого выражения следует, что если 
, то при прохождении потока фотонов через активную область расстояние равное dz, происходит уменьшение их интенсивности (
).
Используя соотношения (27), (28) и (29) уравнение (37) преобразуется к
виду:
В условиях, когда вынужденное излучение превалирует над сион'ганным и (лучением, имеем:
или с учетом (30):
Решением этого уравнения является экспоненциальная зависимость 
:
где 
- постоянная, определяемая как первоначальная интенсивность света при z= 0. Обозначая 
через α, называемым коэффициентом поглощения, зависимость (40) можно записать в общеизвестной форме:
Зависимость Iv (z) можно записать в общеизвестной форме:
(41)
При значениях α > 0 формула описывает процесс поглощения фотонов в активной зоне гетеролазера. Если же в активной зоне созданы условия, при которых α < 0, то эта формула описывает закон экспоненциального рост интенсивности света при прохождении через активную область. Условие α < 0 выполняется, если 
.
Это условие автоматически выполняется, когда активная область удовлетворяет требованию БКП, т.е.
Таким образом, если приложенное внешнее напряжение прямого смещения достаточно для создания и поддержания условия БКП, т.е. инверсной населенности уровней, то в активной области гетероперехода происходит усиление света.
