Полупроводниковый лазер

 

Изобретение может быть использовано при исследовании физических явлений в кристаллах в условиях интенсивного двухфотонного возбуждения, при разработке мощных компактных полупроводниковых лазеров с оптическим и электронным возбуждением . Изобретение позволяет снизить порог и повысить КПД и мощность генерации при одновременном увеличении лучевой прочности активного тела. Полупроводниковый лазер содержит источник накачки - рубиновый лазер с модулированной добротностью, фокусирующую цилиндрическую линзу и полупроводниковую пластину, являющуюся излучателем. Две плоскопараллельные грани полупроводниковой пла-; стины представляют собой зеркала резонатора Фабри-Перо. перпендикулярная им грань содержит элементы микроструктуры , а параллельная ей грань служит для входа и выхода излучения накачки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)5 Н 01 S 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOVVITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4178091/25 (22) 09.01.87 (46) 23.01.91. Бюл. М 3 (71) Институт физики АН БССР (72) В.П.Грибковский, Г.П,Яблонский и

В.В.Паращук (53) 621.375.8(088.8) (56) Богданкович О.В. и др. Мощный полупрос водниковый квантовый генератор с накачкой электронным пучком. — Сб.:Квантовая электроника./Под ред. Н.Г. Басова. — М.. Советское радио, 1971, М 12. с. 92.

Бродин M.Ñ. и др. Температурные зависимости стимулированного излучения кристаллов 2п$» - С4$1-х при двухфотонном возбуждении. — ФТП, 1970, М 4, М 3, с. 522, (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕР (57) Изобретение может быть использовано при исследовании физических явлений в

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к полупроводниковым лазерам с оптической накачкой, и может быть использовано при исследовании физических явлений в кристаллах в условиях интенсивного двухфотонного возбуждения, при разработке мощных компактных полупроводниковых лазеров с оптическим и электронным возбуждением, Целью изобретения является снижение порога и повышение КПД и мощности генерации при одновременном увеличении лучевой прочности активного элемента.

На черетеже приведена структурная схема полупроводникового лазера.

Лазер состоит иэ источника накачки, в качестве которого используется рубиновый лазер 1 с модулированной добротностью, ЙЛ 162291 3 À1 кристаллах в условиях интенсивного двухфотонного возбуждения, при разработке мощных компактных полупроводниковых лазеров с оптическим и электронным возбуждением. Изобретение позволяет снизить порог и повысить КПД и мощность генерации при одновременном увеличении лучевой прочности активного тела. Полупроводниковый лазер содержит источник накачки — рубиновый лазер с модулированной добротностью, фокусирующую цилиндрическую линзу и полупроводниковую пластину, являющуюся излучателем. Две плоскопараллельные грани полупроводниковой пла-. ° стины представляют собой зеркала резонатора Фабри-Перо, перпендикулярная им грань содержит элементы микроструктуры, а параллельная ей грань служит для входа и выхода излучения накачки. 1ил. фокусирующей цилиндрической линзы 2 и полупроводниковой пластины 3, являющейся активным элементом. Две плоскопараллельные грани пластины 3 представляют собой зеркала резонатора Фабри-Перо, а перпендикулярная им грань содержит элементы микроструктуры, Лазер работает следующим образом, Излучение рубинового лазера 1 направляют на линзу 2, с помощью которой на поверхности полупроводниковой пластины

3 формируют горизонтальную возбуждающую полосу. Вследствие небольшого значения коэффициента двухфотонного поглощения (порядка 0.01 см/Мвт) излучение накачки проходит через весь обьем пластины, отражается от элементов микроструктуры и возвращается обратно s обьем

1622913 кристалла. Рассеяние, обуславливающее при этом равномерное распределение интенсивности возбуждающего излучения, происходит в местах соприкосновения элементов микроструктуры, где между ними нет четкой границы (нарушена кристалличность, поверхность шероховата и т,п.), и в аналогичных местах при вершине фигур, не имеющей четкой огранки, а также на несформировавшихся фигурах с различной ориентацией и формой поверхностей. Часть излучения усиленной люминесценции, распространяющегося под углом к оси резонатора, выводится при помощи элементов микроструктуры эа пределы кристалла, что приводит к увеличению интенсивности генерирующего излучения, выходящего через зеркала резанатора Фабри-Перо.

Лазер выполнен на основе кристалла сульфида кадмия, из которого в базисной плоскости, т.е. (0,001), вырезана плоскопараллельная пластина, толщина которой при шлифовке и химико-динамической полировке доводится до значения порядка 0,3 см. На одной из обработанных поверхностей пластины создается микрорельеф путем травления в соляной кислоте в течение 30 с при

0 С. В результате на поверхности образуются фигуры травления в виде плотноупакованных конусов диаметром по основанию

0,1 — 0,2 мкм с углом при вершине/3= 45 .

Угол полного отражения сульфида кадмия !ар = 22 . Таким образом, выполняется

Л условие /3< — — i„>. Грани резонатора

35 получают методом скалывания полупроводниковой пластины. Возбуждение осуществляется одиночными импульсами излучения рубинового лазера с длиной волны 694,3 нм, длительностью 2 10 с и мощностью 10 МВт.

Порог генерации по сравнению с известным снижает в 3-4 раээ, лучевая прочность предлагаемого лазера в 2-3 раза выше, чем у известного, Формула изобретения

Полупроводниковый лазер, содержащии источник оптической накачки, полупроводниковый активный элемент, резонатор

Фабри-Перо, зеркала которого образованы двумя плоскопараллельными гранями активного элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения порога и повышения

КПД и мощности генерации при одновременном увеличении лучевой прочности активного элемента, одна из граней активного элемента, перпендикулярная граням, образующим зеркала резонатора, выполнена в виде микрорельефа с плотной упаковкой элементов травления, представля,ощих собой правильные многогранные пирамиды или конусы, размеры оснований которых сравнимы с длиной волны света, а угол Р, образованный боковыми поверхностями элементов травления с осью пластины

Л

/3 2 — !пр,, Где 1пр — уГОл полнОГО внутреннего отражения материала активного элемента, 1622913

Составитель И.Старосельская

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор И,Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 113 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5