База данных применения химических эффектов
основана на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)

На главную страницу | О проекте | Контакты

Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Полупроводниковый лазер на монокристалле

Полупроводниковый лазер на монокристалле Российские ученые разработали новый полупроводниковый электроразрядный лазер. Сотрудники Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Института Электрофизики УрО РАН (г. Екатеринбург) разработали конструкцию нового типа лазера – полупроводникового электроразрядного. С некоторым приближением устройство можно назвать более совершенной версией стримерного полупроводникового лазера. Термин «электроразрядный лазер» более известен в сочетании с газовой средой – получили распространения электроразрядные газовые лазеры. Принцип их работы, условно говоря, заключается в следующем: напряжение, прикладываемое к газовой трубке, ускоряет электроны, активизируя процесс ионизации, в результате возникают условия для оптических переходов, которые способствуют усилению, а потом генерации лазерного излучения. Что касается полупроводников, то известны «стримерные» полупроводниковые лазеры, возбуждаемые наносекундными (10-7 – 10-8 с) импульсами высокого напряжения. Эти лазеры содержат генератор высоковольтных импульсов, один электрод которого подсоединен к полупроводниковой пластине, помещенной в жидкий диэлектрик, а второй удален на значительное расстояние для предотвращения пробоя полупроводниковой пластины. Существенным недостатком таких лазеров является возникновение генерации лазерного излучения вдоль определенных кристаллографических направлений и малый диаметр генерирующей области (до десятка микрон), что связанно с распределением электрических полей в кристалле и ограничивает мощность, увеличивает расходимость излучения и не позволяет управлять числом и местом положения генерирующих областей. Сотрудники ФИАН и Института Электрофизики УрО РАН смогли устранить перечисленные недостатки, для чего существенно изменили конструкцию лазера и, в частности, применили возбуждение пикосекундными импульсами. По словам руководителя разработки, доктора технических наук Александра Насибова, благодаря использованию пикосекундных импульсов увеличивается пробивная прочность, можно сблизить электроды, между которыми расположена полупроводниковая пластина и обеспечить условия, в которых разряд распространяется по направлению силовых линий электрического поля. При этом отпадает необходимость помещать кристалл и электрод в жидкую диэлектрическую среду, появляются дополнительные возможности ионизации полупроводника излучением разряда и электронным пучком, образующимися в разрядном промежутке при приложении высоковольтных пикосекундных импульсов. Под действием пикосекундных импульсов электрического поля и электронного пучка в результате ударной ионизации, туннельного и фотоэффекта образуется плотная электронно-дырочная плазма, в которой возникают условия для усиления и генерации лазерного излучения. Работа обычных полупроводниковых лазеров основана на p-n переходах, через которые пропускается ток, и в результате инжекции носителей происходит излучение. В полупроводниковом электроразрядном лазере используется монокристалл, то есть p-n перехода нет, работает другой принцип, больше похожий на то, что происходит в газовых лазерах. «Вы прикладываете напряжение, напряженность электрического поля возрастает, электроны разгоняются, происходит ионизация атомов или ионов в зависимости от того, какой кристалл, и в кристалле образуется плазма. А в электронно-дырочной плазме при определенной плотности электронно-дырочных пар возможно усиление и генерация света. Вот эту идею мы и реализуем», – рассказывает Александр Насибов. В зависимости от приложенного импульсного напряжения и длительности импульсов (десятки-сотни пикосекунд) лазер может излучать световые импульсы мощностью от десятков до сотен киловатт с длиной волны, определяемой шириной запрещенной зоны полупроводника – от 300 нм до 3 мкм. Активный элемент лазера – полупроводниковая пластина – может быть изготовлена из двойного или тройного прямозонного полупроводникового соединения А2В6 (ZnS, ZnSe. CdS, CdSe, ZnSSe, ZnCdS, CdSSe) или А3В5 (GaAs. GaN, GaAlN, GaAlAs, АlN, InN и т.п.). Предусматривается применение лазера в устройствах оптоэлектроники, оптической связи, при исследовании быстропротекающих процессов в биологических тканях и в регистрирующих приборах. На иллюстрации: Процесс свечения лазерной мишени из селенида цинка на диэлектрической подложке с отверстием круглой формы и диаметром 3 мм. Источник: http://www.nkj.ru 30.07.2011 01:04

май 2026 г. Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс         1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 июнь 2026 г. Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30