Полупроводниковые лазеры

Полупроводниковые лазеры – излучающие полупроводниковые приборы, предназначенные для преобразования непосредственно электрической энергии в когерентное излучение (или же некогерентное излучение преобразуется в когерентное).

1. Инжекционные лазеры.

В этих лазерах избыточная концентрация носителей заряда и лазерное излучение обеспечиваются так же, как в обычных светодиодах.

2. полупроводниковые лазеры с накачкой.

Когерентное излучение получается за счёт облучения полупроводникового кристалла внешним источником света.

В полупроводниковых лазерах для обеспечения когерентного излучения необходимо обеспечить преобладание излучательной рекомбинации над поглощением света. Это возможно только в том случае, если практически все атомы внутри полупроводника находятся в возбуждённом состоянии. Необходима для когерентного излучения населённость верхних уровней больше, чем в нижних уровнях – это состояние с инверсной населённостью. Поглощение квантов света будет маловероятным, т. к. у потолка валентной зоны практически не будет электронов, которым может быть передана энергия квантов света.

Конструкция и принцип действия инжекционного лазера

Инверсную населённость в полупроводниковом лазере с p-n-переходом легче всего получить, если одна из областей полупроводниковой структуры содержит большую концентрацию примесей. Ток при включении p-n-перехода будет состоять из двух составляющих: электронной и дырочной. Чем больший ток мы пропускаем, тем с большим запасом выполняется условие с инверсной населённостью.

Минимальный ток, при котором происходит преимущественно только излучение (рекомбинация без поглощения), называется пороговым током.