Перестраиваемый инжекционный лазер с малой шириной линии генерации

• Автор: Зибров, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

§ 1.1 Исследование ширины линии генерации

инжекционных лазеров

§ 1.2.Спектральная селекция типов колебаний инжекционного лазера с помощью внешней

оптической связи

.•V’

ГЛАВА II. ОБЩАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛШф ЧАСТЬ

§ 2Л.Методики анализа спектра генерации,

применяемые в работе

§ 2.2.Просветление зеркал инжекционных лазеров

§ 2.3.Блок питания и модуляции тока лазера
§ 2.4.Селективные элементы
§ 2.5.Конструкции криостатов
' § 2.6. Механические и пьезокерамические узлы юстировки объектива и внешнего зеркала.... 83 ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШИРИНЫ ЛИНИИ
ГЕНЕРАЦИИ ИНЖЕКЦИОННЫХ ЛАЗЕРОВ
§ 3.1. Экспериментальная установка
§ 3.2.Типы исследовавшихся лазеров
§ 3.3.Результаты исследований
§ 3.4. Обсуждение результатов
Выводы
ШВА 1У. ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР С ВНЕШНИМ РЕЗОНАТОРОМ.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ 0ДЦ0ЧАСТ0ТН0Г0 РЕЖИМ ГЕНЕРАЦИИ И ПЛАВНОЙ ПЕРЕСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

§ 4Л.Схемы резонатора лазера с внешней оптической связью
§ 4.2.Типы колебаний и пороговое усиление лазера

с внешним резонатором
§ 4.3. Исследование характеристик инжекционного
лазера с внешней оптической связью
§ 4.4.Анализ результатов
§ 4.5.Инжекционный лазер с внешним селективным
зеркалом на парах *33

Выводы
Глава V. ШИРИНА ЛИНИИ ГЕНЕРАЦИИ ИНЖЕКЦИОННОГО ЛАЗЕРА
С ВНЕШНЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ

§ 5Л.Ширина линии генерации лазера с внешней
оптической связью, работающего в свободном

режиме
§ 5.2.Стабилизация частоты лазера с внешней оптической связью по резонансам пропускания
интерферометра
§ 5.3.Ширина линии генерации инжекционного лазера с внешенёйоптической связью, работающего
в режиме привязки по сигналу биений
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ. ДОБРОТНОСТЬ РЕЗОНАТОРА ИНЖЕКЦИОННОГО ЛАЗЕРА
ЛИТЕРАТУРА
- 4 ~
В 1961 году Н.Г. Басов, О.Н. Крохин и Ю.М. Попов предложили создать полупроводниковый лазер на р~п переходе /Л./*
Это предложение было осуществлено сразу в нескольких лабораториях / 2-4 /• Компактность, простота накачки, прямое и эффективное преобразование электрической энергии в световую, простые способы перестройки частоты генерации и богатое многообразие возможных применений (оптическая связь, обработка и передача информации, голография, спектроскопия, метерология, квантовые стандарты частоты) стимулировали интенсивное развитие инжекционных лазеров.
В развитии инжекционных лазеров можно выделить несколько главных этапов:
1. Разработка теоретических основ и получение генерации на диффузионных р-п переходах с широким контактом, работающих при температуре жидкого азота.
2. Уточнение физических механизмов, определяющих усиление и потери в инжекционных лазерах, в частности, влияние волновода на величину дифракционных потерь.
3. Создание полосковых одноканальных лазеров, получение воспроизводимых спектров, развитие теории поперечных мод.
4. Освоение технологии гетеропереходов, создание волноводных структур с улучшеным перекрытием функций пространственного ' ■: распределения усиления и поля, получение генерации в гетероструктурах с полосковым контактом при комнатной температуре.
5. Получение одночастотного режима в широком диапазоне токов накачки, благодаря осуществлению пространственной стабилизации положения поля в боковом направлении.
6. Создание лазеров с квантово-размерным эффектом.

росшем уровне накачки.
Таким образом, для одних лазеров (малые пороговые токи, высокий уровень связи) целесообразно полное устранение резонансных свойств собственного резонатора, для других (малый уровень связи или высокий порог) желательно уменьшать коэффициент отражения зеркал контролируемым образом до промежуточных значений (О С К, <0,32). Решение этой задачи возможно несколькими способами: нанесение просветляющего покрытия на зеркало инжекционного лазера; изготовление инжекционного лазера с зеркалом, наклоненным к оси резонатора под углом близким к углу Брюстера; нанесение полоскового контакта под небольшим углом (гч/10°) к поверхности зеркала. Последние два способа имеют недостатки: угол Брюстера для С а/) в (15°Зо' ) близок к углу полного внутреннего отражения (16°10 ), т.е. возникают трудности полировки граней с высокой точностью по углу. Использование диода с полосковым контактом,наклоненным относительно кристаллической плоскости, по которой происходит скалывание и формирование зеркал резонатора, значительно усложняет конструкцию инжекционного лазера с внешней оптической связью, из-за необходимости организации оптической связи с внешними зеркалами с обеих сторон диода. Таким образом, просветление является более удобным способом.
Коэффициент отражения на плоской границе раздела вакуум -материал с показателем преломления По при напылении слоя вещества с показателем преломления /7, толщиной У Ы для плоской волны равен /ч з/:
(2.2)
Из (2.2) следует, что К = 0 при ги-Уъ . Коэффициент