實(shí)驗(yàn)一-半導(dǎo)體激光器系列實(shí)驗(yàn)(編輯修改稿)
2025-05-14 00:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 這電流使結(jié)區(qū)附近的有源區(qū)內(nèi)產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，還需要制成兩個(gè)平行的端面起鏡面作用，為形成激光模提供必須的光反饋。圖1中的器件是分立的激光器結(jié)構(gòu)，它可以與光纖傳輸線連接，如果設(shè)計(jì)成更完整的多層結(jié)構(gòu)，可以提供更復(fù)雜的光反饋，更適合單片集成光路。2．半導(dǎo)體激光器的閾值條件當(dāng)半導(dǎo)體激光器加正向偏置并導(dǎo)通時(shí)，器件不會(huì)立即出現(xiàn)激光振蕩。小電流時(shí)發(fā)射光大都來自自發(fā)輻射，光譜線寬在數(shù)百數(shù)量級(jí)。隨著激勵(lì)電流的增大，結(jié)區(qū)大量粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，發(fā)射更多的光子。當(dāng)電流超過閾值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)從非受激發(fā)射到受激發(fā)射的突變。實(shí)際上能夠觀察到超過閾值電流時(shí)激光的突然發(fā)生，只要觀察在光功率對(duì)激勵(lì)電流曲線上斜率的急速突變，如圖2所示；這是由于激光作用過程的本身具有較高量子效率的緣故。從定量分析，激光的閾值對(duì)應(yīng)于：由受激發(fā)射所增加的激光模光子數(shù)（每秒）正好等于由散射、吸收激光器的發(fā)射所損耗的光子數(shù)（每秒）。據(jù)此，可將閾值電流作為各種材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)導(dǎo)出一個(gè)表達(dá)式： （1）圖2 激勵(lì)電流這里，是內(nèi)量子效率，是發(fā)射光的真空波長，是折射率，是自發(fā)輻射線寬，是電子電荷，是光發(fā)射層的厚度，是行波的損耗系數(shù)，是腔長，為功率反射系數(shù)。3．橫膜和偏振態(tài)半導(dǎo)體激光器的共振腔具有介質(zhì)波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，所以在共振腔中傳播光以模的形式存在。每個(gè)模都由固有的傳播常數(shù)和橫向電場分布，這些模就構(gòu)成了半導(dǎo)體激光器中的橫模。橫膜經(jīng)端面出射后形成輻射場。輻射場的角分布沿平行于結(jié)面方向和垂直于結(jié)面方向分別成為側(cè)橫場和正橫場。輻射場的角分布和共振腔的幾何尺寸密切相關(guān)，共振腔橫向尺寸越小，輻射場發(fā)射角越大。由于共振腔平行于結(jié)平面方向的寬度大于垂直于結(jié)平面方向的厚度。所以側(cè)橫場小于正橫場發(fā)散角，
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