Принципиальная схема лазера

Полупроводниковые лазеры – это лазеры в которых в качестве активной среды используются полупроводниковые кристаллы.

Общие сведения:

Ø 60% лазеров на мировом рынке – это полупроводниковые лазеры;

Ø Полупроводниковые лазеры используются для волоконно-оптических линий связи; лазеры для телевизоров;

Ø Основные преимущества и недостатки:

.1 Преимущества:

.1.1 Миниатюрность (малогабаритность);

.1.2 Малая потребляемая мощность;

.1.3 Малый вес;

.2 Недостатки:

.2.1 Работа в инфракрасной области спектра;

.2.2 Усложнение юстировки;

.2.3 Усложнение процесса наведения и контроля работы;

.2.4 Большая расходимость (до 60˚);

.2.5 Большая зависимость от температуры для длины волны и мощности излучения;

Ø Ведется работа по созданию новых полупроводниковых лазеров.

2001 г. Жорес Иванович Алферов – нобелевская премия по физике за создание полупроводниковых лазеров на гетероструктурах.

Для уменьшения расходимости используют аноморфотную оптику.

Аноморфотная оптика – видоизменяющая оптика.

Пример: Использование цилиндрической линзы с коротким фокусным расстоянием для уменьшения угла расходимости. (Большая расходимость (до60˚) за счет дифракции лазерного пучка на малом размере p-n перехода.)

Зависимость от температуры для длины волны и мощности излучения:

Температура увеличивается => Увеличивается ширина валентной зоны => Изменяется длина волны и мощность излучения.

Поэтому необходимо использовать системы охлаждения, которые носят весьма разнообразный характер, а конкретный выбор в первую очередь определяется необходимой холодопроизводительностью. Чаще всего применяют следующие охлаждающие устройства:

1. Сосуд Дьюара с жидким азотом (Т = 77К) или гелием (Т = 4.2К);

2. Теплообменники с эффектом Джоуля-Томпсона понижения температуры газа при его резком расширении (р_о до 3*10⁷Па, Т = 78 ÷ 80К);

3. Термоэлектрическое охлаждение с использованием мощных термопар, соединенных в каскады (Т = 170 ÷ 200К);

4. Микрокриогенная техника.

На сегодня созданы: красные полупроводниковые лазеры (0.78 мкм)

зеленые полупроводниковые лазеры (0.55 мкм)

синие полупроводниковые лазеры (0.44 – 0.5 мкм)