1

Struktury laserów zł czowych:

HJ – homozł czowa,

SH – monoheterozł czowa,

DH – bihetrozł czowa.

n i p oraz N i P przewodnictwo

typu elektronowego i dziurowego
materiałów odpowiednio: o w -

szej oraz szerszej przerwie ener-
getycznej,

i – materiał niedomieszkowany.

1

2

3

AlGaAs (P+ )

podło e GaAs (n)

x

x

E

n

g

obszar czynny

obszar wn ki

LASER MONOHETEROZŁ CZOWY

GaAs (p)

1

2

3

AlGaAs (p+ )

AlGaAs (N+ )

podło e GaAs (n)

x

x

E

n

g

1 obszar ograniczaj cy

2 obszar czynny - wn ka

3 obszar ograniczaj cy

LASER

BIHETEROZŁ CZOWY

GaAs (n)

1

2

3

4

5

Al Ga As (p )

Al Ga As (N)

podło e GaAs (n)

x

x

E

n

g

x

1-x

x

1-x

obszar czynny

wn ka

LASER

WIELOHETEROZŁ CZOWY

Al Ga As (p )

y

1-y

Al Ga As (N)

y

1-y

GaAs (p)

!

"

#

#

#

#

$

$

#

#

!

%& '

2

a) ROZPŁYW PR DU

I

c

= I

e

+ 2I

0

b) UKŁAD WSPÓŁRZ DNYCH

!

"

#

$

$

$

#

"

(

%) )

≥*+, . - #

(

)

2

/

1

/

2

S

R

LI

I

e

o

ν

β

=

#

. *

$

!

$

β

/

#

#

#

#

"

T

k

m

e

B

/

=

β

ν

!

$

#

# !

%

"

0 1 %2 3 2

#

≈ ,

4

5

4

#

6 !

#

$

7

,

ρ

7

ρ

,

!

$

#

#

# ! '

1

1

1

2

2

R

d

d

=

+

ρ

ρ

#

$

%

&

"

' (

8

(

!

( #

!

#

9

:

:

$

:

'

$

%

&

"

' (

1)

Dla otrzymania promieniowania jednolitego i zawartego w w -

skim sto ku nale y unika wy szych ni pierwszy modów po-

przecznych i bocznych. Mo na tego dokona przez stosowanie

konstrukcji z w skimi paskami kontaktowymi rz du 10

µm oraz

cienkich, ok. 100

÷200 nm, warstwach czynnych. W tych warun-

kach powstaj głównie mody wzdłu ne (TE) pionowo spolaryzo-

wane.

2)

Liczba modów maleje ze wzrostem pr du zasilaj cego. W zale-

canym punkcie pracy, w dobrych laserach wyst puj zazwyczaj 3

lub 4 mody. Szeroko widma promieniowania mierzona w punk-

tach połowy mocy jest wówczas rz du 1 nm, a rednia moc

promieniowania osi ga 10 mW z jednego okna.

$

%

&

"

' (

3)

Wa n wielko ci jest czas narastania mocy promieniowania.

Jest on zazwyczaj mniejszy od 1 ns, a w niektórych przypadkach

typach wynosi 100 ps. Pozwala to na tworzenie bardzo krótkich

impulsów i na du przepustowo informacyjn urz dze teleko-

munikacyjnych.

4)

Zale no mocy promieniowania lasera od pr du zasilaj cego.

Deformacja (załamanie) charakterystyki przy wzro cie pr du

zasilania, zwi zana jest z generacj modów bocznych wy szego

rz du (boczne „listki” w spłaszczonym sto ku).

3

$

%

&

"

' (

Klasyczne konstrukcje laserów pas-

kowych z rezonatorem Fabry

′ego-

Perota: a) laser z warstw tlenkow ,

b) laser z obszarami biernymi zde-

fektowanymi protonami,

c) laser planarny z obszarem aktyw-

nym utworzonym przez selektywn

dyfuzj cynku,

d) laser paskowy typu mesa,

e) laser typu paska zagrzebanego,

f) laser z kanałem w podło u IRW.

%

)

"

&

"

' *+

2Λ

Λ

Λ

ΛcosΘ

Θ

Θ

Θ=mλλλλ

gdzie:

Λ – okres zaburzenia, Θ – k t padania, λ – długo fali, m – liczba

całkowita oznaczaj ca rz d zaburzenia.

4

' *+

' *+

ł

ł

ł

ł

.

ł

ł

ł

ł

ł

-

- ł

ł

- ł

ł

$

%

#

#

#

# ;

′

!

'

%

&

%

%

5

)

%

%

, - ./ 0$ (

GRINSCH – Graded Index Separate Confinement Heterostructure

!" #$

% &%

'

()'

% &% %

1 $ 02

1

$ 3

0

4

2%

Laser VCSEL z wewn trzn apertur z naturalnego tlenku,

ograniczaj c rozpływ pr du

1 $ 02

1

$ 3

0

4

2%

1 $ 02

1

$ 3

0

4

2%

5

Optoelektronika I

Modulacja bezpo rednia ródła wiatła

5

5

)

Optoelektronika I

1)

Modulacja amplitudy

, czyli nat enia wiatła zachodzi w wyniku

zmian przezroczysto ci modulatora sterowanego sygnałem elektry-

cznym. Zazwyczaj stosuje si tu elektrooptyczne modulatory

Macha-Zehndera lub modulatory elektroabsorpcyjne.

2)

Modulacja fazy

zachodzi w wyniku zmian współczynnika zała-

mania, a zatem pr dko ci sygnału wietlnego w modulatorze. Wyko-

rzystuje si głównie elektrooptyczne modulatory fazy.

6

5

Optoelektronika I

Migotanie (zró nicowanie długo ci fali) impulsu

wysłanego z lasera półprzewodnikowego

1) przy modulacji bezpo redniej s to zmiany cz stotliwo ci (długo -

ci fali) wiatła z lasera modulowanego bezpo rednio w czasie trwania

jednego impulsu,

2) przy modulacji zewn trznej: zmiany fazy impulsu wietlnego

wychodz cego z modulatora zewn trznego.

Przyjmuje si , e migotanie ma

posta zale n od sposobu modulacji:

a

elektryczn

moc

optyczna

moc

=

=

el

opt

P

P

η

"

< => ?

@ 7?

.A 0

7> ?

"

B C7?

-

!

" "

#

:

: $

&

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

E

ne

rg

y

(e

V

)

Distance (micron)

mqw_01_80_40

E

c

E

v

6

heterozł cz

"

(

D

! E

7

-

kaskadowe

0

bez pola

symetria translacyjna

podpasma

z polem

brak symetrii translacyjnej

stany zwi zane

Supersie o zmiennym

okresie

„chirped superlattice”

E

* ródła promieniowania spójnego z zakresu redniej oraz

dalekiej podczerwieni
* jeden układ materiałowy pozwala na generacj promie-

niowania w szerokim zakresie spektralnym
* potencjalnie du a moc emitowana
* potencjalnie du a niezawodno
* custom designed product

F G (

#

%

# .-0 2 / D .

( 0

/

F H

"

#

(

F I

:

"

:

#

#

F I

!

($

"

'

F I

# $

ł

ł

ł

ł

ł

!

ł

ł

"

#

ł

$

ł

!

ł $

"

% &

'

()

% &

* )

+

ł

ł

' "

"

)

,

(

- *

+

./ 0 1

2

2

( (

!

. 1

- 2(

(

'

$

.

1

3

3

45 3

67

(
*

+

, ++

7

2'

'

8

Diody laseruj ce (LD)

4

843 )

!

;

!

0 ;4 0 4/

!

J K*A.

!