Разрешающая способность лазерных трубок (квантоскопов) и методы уменьшения расходимости и излучения

• Автор: Созинов, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Постановка задачи
Актуальность и новизна работы
Защищаемые положения
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.Физико-технические параметры квантоскопов
1.2. Проблемы расходимости лазерных проекционных трубок
ГЛАВА II РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛАЗЕРНЫХ ПРОЕКЦИОННЫХ ТРУБОК С ГАУССОВЫМ ПРОФИЛЕМ ПЛОТНОСТИ ТОКА В ПУЧКЕ НАКАЧКИ
2.1.Преобразование Френеля-Кирхгоффа оптического поля излучения ПЛЭН для пучка накачки с гауссовым распределением плотности тока
2.2.Экспериментальное определение разрешающей способности лазерных проекционных трубок. Сравнение с результатами расчетов
ГЛАВА III УМЕНЬШЕНИЕ РАСХОДИМОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ С ЭЛЕКТРОННОЙ НАКАЧКОЙ
3.1 Расчет пороговых характеристик лазера с продольным возбуждением в случае кольцеобразного распределения плотности тока в пучке накачки
3.2. Распределение комплексной амплитуды и фазы оптического поля излучения ПЛЭН в ближней зоне для кольцевого профиля накачки
3.3. Расчет поля излучения ПЛЭН в дальней зоне

ПРИЛОЖЕНИЕ І ЛАЗЕРНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ МИКРОСКОП НА БАЗЕ КВАНТОСКОПА. ДОСТОИНСТВА, НЕДОСТАТКИ, ВОЗМОЖНОСТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ II АЛГОРИТМ ЧИСЛЕННОГО РАСЧЕТА ПОРОГОВЫХ И ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛЭН С КОЛЬЦЕВОЙ ФОРМОЙ ВОЗБУЖДАЮЩЕГО ПУЧКА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Полупроводниковые лазеры находят сегодня целый ряд важных применений в различных областях и устройствах. Из наиболее значимых следует отметить устройства для волоконно-оптической связи, оптические считывающие головки в компакт-дисковых системах [5]. В настоящее время полупроводниковые лазеры на баАэ широко применяются для накачки мощных твердотельных лазеров (например, Ыс1:УАО).
Накачку полупроводниковых лазеров можно осуществить различными способами, что действительно было проделано. До сих пор наиболее удобным методом возбуждения является использование полупроводника в виде диода, в котором возбуждение происходит за счет тока, протекающего в прямом направлении. В этом случае инверсия населенностей достигается в узкой (<1 мкм) полоске между р- и п- областями перехода. Можно выделить два основных типа полупроводниковых лазерных диодов, а именно лазер на гомопереходе и лазер на двойном гетеропереходе (ДГ). Лазер на гомопереходе представляет интерес главным образом благодаря той роли, которую он сыграл в историческом развитии лазеров (так были устроены первые диодные лазеры). Действительно, только после изобретения лазера на гетеропереходе в 1969 г. [6-8] стала возможной работа полупроводниковых лазеров в непрерывном режиме при комнатной температуре, в результате чего открылся широкий спектр применений, в которых эти лазеры теперь используются.
Помимо возбуждения за счет электрического тока, протекающего в прямом направлении (так называемые инжекционные лазеры), в качестве накачки можно использовать внешний электронный пучок или пучок от другого лазера для продольного или поперечного возбуждения в объеме полупроводника. В данной работе будут рассматриваться полупроводниковые лазеры, в которых инверсия заселенности с последующей вынужденной излучательной рекомбинацией неравновесных носителей- электронов и дырок достигается при возбуждении полупроводникового кристалла электронным пучком с энергией электронов порядка 50-100 кэВ.

В работе [27] проведено прямое сравнение ЛЭ и ЛВОЭ-5 при исследовании ‘гибрида’ (рис.8). Порог генерации у лазерного экрана немного меньше, чем у ЛВОЭ, но дифференциальный КПД значительно меньше.
Характерной особенностью ЛВОЭ, изготовленных из волоконно-оптических пластин (ВОП) со сплавленными оболочками, является то, что расходимость их излучения составляет 1 -2° и не зависит от накачки.
На рис.9 показано угловое распределение излучения для различных ЛВОЭ и для сравнения приведено угловое распределение ЛЭ на основе ваА5. Измеренное угловое распределение соответствует интегральному распределению излучения приблизительно 200-300 микролазеров по длине строки, что определялось временным разрешением использовавшихся фотоприемника и осциллографа. Хорошо видна зависимость ширины диаграммы направленности от диаметра волоконного световода.
Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы по работе [27]:
1. Введение ВС в резонатор микролазера не ухудшает его пороговые и мощностью характеристики.
2. Генерация осуществляется на модах составного резонатора, о чем свидетельствует зависимость выходной мощности и порога генерации от коэффициента отражения выходного зеркала.
3. Максимальная мощность на ЛВОЭ-50, как и на ЛВОЭ-5, достигается при минимальном диаметре электронного пучка.
4. Расходимость излучения ЛВОЭ, изготовленного из ВС со сплавленными оболочками, близка к расходимости основной моды ВС, из которых набран жгут, и не зависит от накачки, а расходимость излучения ЛВОЭ-50 со склеенными ВС превышала дифракционную расходимость, но была в несколько раз меньше чем у ЛЭ.
5. Спектр генерируемого излучения содержит две системы продольных мод, характерных для составного резонатора.
К недостаткам лазерного волоконно-оптического экрана следует отнести в первую очередь следующие два обстоятельства: