4.11 Структура поперечного сечения полоскового лазера типа n-p-p.

Обычно используются ЛД с двойной гетероструктурой (ДГС), которая образована переходами типа N-p-P и P-n-N. Упрощённая схема ЛД на основе ДГС типа N-p-P:

Рисунок 4.11 – Структура поперечного сечения полоскового лазера типа N-p-P

Это поперечный разрез анализируемого элемента. В современных ЛД используется осевое излучение, при котором формируемый поток фотонов распространяется вдоль обеднённого слоя.

Активная область представляет собой материал с более высоким значением диэлектрической проницаемости. На её границах формируемая волна может испытывать полное внутреннее отражение. Тогда активная область может быть представлена в виде отрезка диэлектрического волновода. Торцы области, выполняющие роль полупрозрачных зеркал, «превращают» активную область с волновой точки зрения в диэлектрический резонатор. 4.12 Ватт-амперные характеристики полупроводникового ЛД.

Зависимость мощности излучения от тока накачки при различных значениях температуры:

Рисунок 4.12 – Ватт-амперные характеристики полупроводникового ЛД

При малых токах накачки (I_Н < I_П) лазер работает подобно СИД: происходит спонтанная излучательная рекомбинация и излучение ЛД некогерентно и неполяризовано. При превышении порогового значения тока (I_Н > I_П) наступает лазерный эффект, генерируемая оптическая мощность резко возрастает, излучение становится вынужденным. Ватт-амперная характеристика нелинейна. Потому модуляция выходного напряжения путём изменения аналоговым сигналом тока инжекции лазера без применения специальных

мер линеаризации ватт-амперной характеристики практически не используется.

4.13 Диаграмма направленности и характер оптического излучения лд.

а–диаграмма направленности; б–конус излучения; в–зависимость излучаемой мощности от угла во взаимно перпендикулярных направлениях Рисунок 4.13 – Диаграмма направленности и характер оптического излучения ЛД

Диаграмма излучения лазера несимметрична (рис. 4.13,б). Её ширина, измеряемая на уровне половинной мощности, менее 20^o в плоскости, параллельной переходу, и более 40^o в перпендикулярной плоскости. На рисунке 4.13 в - зависимость излучаемой мощности от угла во взаимно перпендикулярных направлениях. Диаграмма направленности имеет форму эллиптического конуса. Достаточно большая угловая расходимость генерируемого излучения препятствует эффективному её вводу в волокно с малой числовой апертурой, требуя применения специальных согласующих устройств.

4.14 Спектральная характеристика многомодового и одномодового лд.

Длиной волны излучения ЛД считается длина волны λ₀, на которой выходная мощность максимальна. Спектральная ширина (ширина спектра излучения) Δλ – интервал длин волн, в котором спектральная мощность составляет половину максимальной. Реально полоса пропускания резонатора конечна и спектр излучения ЛД составлен из относительно узких линий. Зависимость спектральной мощности Р(Δλ) от длины волны для ЛД:

Рисунок 4.14 – Спектральная характеристика многомодового (а) и одномодового (б) ЛД

У многомодовых ЛД ширина каждой отдельной линии δλ=1–3нм, интервал между ними составляет 2–5нм. У одномодовых ЛД ширина спектральной линии, состоящая из одной продольной моды δλ=0,1–0,4нм Главная отличительная черта спектра ЛД – линейчатая структура и значительно более узкий спектр по сравнению с СИД.