Способ генерации импульсов излучения в полупроводниковом лазере

/18 . 5 Н 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ут им. П.Н,ЛебедеваГолдобин ка излучения полуых генераторов. М.:с,58.765, кл. Н 01 ЯЗ/19,У К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Ривлин Л.А. Динампроводниковых квантоСоветское Радио, 1976Патент США % 45631986,(54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ИМПУЛЬСОВ ИЗЛУЧЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКОВОМ ЛАЗЕРЕ(57) Изобретение относится к лазерной фи зике и может быть использовано в система Изобретение относится к лазерной фи ике и может быть использовано всистемах .птической обработки информации и метро огии. Цель изобретения - уменьшение длительности излучаемых импульсов и увеличение частоты их следования,На чертеже изображена схема инжекционного лазера, при помощи которого осуществляют предлагаемый способ.Инжекционный лазер состоит из слоев 1 и 2 гетероструктуры с активным слоем 3. Две усиливающие части расположены между инжектирующими электродами 4 и 5 и общим электродом 6, поглощающая часть 7 расположена между электродом 8 и электродом 6, электрод 8 присоединен к источнику 9 напряжения от (-1) до (-20)В. оптической обработки информации и метрологии. Цель изобретения - уменьшение длительности излучаемых импульсов и увеличение частоты их следования. Цель достигается тем, что потенциалы, прикладываемые к усиливающей и поглощающей частям активного слоя внутри оптического резонатора, таковы, что напряженность Е электрического поля, создаваемого ими вдоль оси резонатора между усиливающей и поглощающей частями удовлетворяет соотношению ЕГ/рг, где - расстояние между усиливающей частью и удаленной от нее границей поглощающей частии и г - подвижность и спонтанное время жизни носителей в активном слое. Помещение поглощающеи части межд двумя усиливающими позволяет увеличить в два раза эффективность оттока возбужденных частиц иэ поглотителя в усилитель.Экспериментально созданы несколько инжекционных лазеров на базе двойной гетероструктуры А 10 аАз - ОаАз (длина волны генерации 0,83 мкм). Активная область была р-типа, поэтому электрическое поле, необ, ходимое для осуществления способа, было направлено от усиливающей части к поглощающей (в случае активной области и-типа должно быть направлено наоборот, т.е. из поглощающей части в усиливающую). Ширина поглощающей области равна 40 мкм, зазор б между поглощающей и усиливающими частями равен 30 мкм, электрическое сопротивление утечки - 510 Ом. В усиливающие части (между электродами 4 и 5 и1614056 О.Кравцова Составитель О,Куреннаядактор А,Ревин Техред М.Моргентал . Корре 3)каз 3895 ВНИИПИ Го Тираж 395 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 электродом 6) подают импульсы тока величиной 2 А, к поглощающей части (между электродами 8 и 6) прикладывают постоянное отрицательное напряжение О от 1 В до 20 В. При данных величинах, напряжения 5 И геометрических размерах инжекционного лазера напряженность продольного электрического поля составляетЕ = = 1 10 - 1 10 В/см.О, з 4б 10Пороговая напряженность поля, равная , где 1 - расстояние между центром поглощающей части и ближайшей к ней1границей усиливающей части; и и х - по вижность и спонтанное время жизни носи- елей в активном слое соответственно.Инжекционный лазер работает следуюим образом.При подаче импульсов тока в усиливаюие части с амплитудой выше порога генеации и одновременном отрицательном совмещении поглощающей области на грани-. Цах между областями возникает продольНое электрическое поле с указанной 25 напряженностью. При этом лазер генерирует ультракороткиеимпульсы излучения длительностью от.4 до 10 пс частотой овторения от 18,5 ГЦц и ниже (вплоть до о иночных). Частота повторения импульсов 30 г нерации при изменении уровня накачкиеняется дискретно. При подаче запираю-.его напряжения более 20 В в лазерной с руктуре происходит электрический проб й и катастрофическая деградация. 35Таким образом, использование предлагаемого способа генерации импульсов в полупроводниковых лазерах обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:сокращение длительности импульсов в десятки раз без усложнения конструкции лазера и применения внешних оптических компонентов;увеличение частоты следования импульсов до нескольких десятков ГТц;получение одиночных импульсов с длительностью в несколько пикосекунд. Формула изобретения Способ генерации импульсов излучения в полупроводниковом лазере путем приложения различных потенциалов к усиливающей и поглощающей частям активного слоя, расположенным внутри оптического резонатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сокращения длительности импульсов и увеличения частоты их следования, прикладывают потенциалы такими, что напряженность Е электрического поля, создаваемого ими вдоль оси резонатора между усиливающей и поглощающей частями, удовлетворяет соотношениюЕ Читгде - расстояние между усиливающей частью и удаленной от нее границей поглощающей части;,и и т - подвижность и спонтанное время жизни носителей в активном слое, соответственно.