Полупроводниковые лазеры

Светодиоды

Светодиодом называют такой полупроводниковый компонент, в котором рекомбинацию носителей зарядов сопровождает испускание квантов некогерентного света. При протекании тока через светодиод в прямом включении электроны преодолевают электронно-дырочный переход и рекомбинируют, переходя на более низкие энергетические уровни и испуская кванты света. Для изготовления светодиодов пригодны далеко не всякие полупроводники, а только групп A^IIB^VI и A^IIIB^V, такие как арсенид галлия, фосфид индия и прочие. Подходящие полупроводники имеют достаточно широкую запрещённую зону, чтобы длина излучаемой волны лежала в заданной области спектра.

К наиболее важным характеристикам светодиодов относят спектральную и яркостную характеристики. Спектральная характеристика – зависимость вырабатываемой мощности светового потока от длины волны. А яркостная характеристика – это зависимость мощности светового потока от силы тока, протекающего по светодиоду в прямом включении.

Светодиоды используют для индикации состояния аппаратуры, а мощные светодиоды применяют для освещения.

Лазером называют квантовый генератор монохроматического излучения оптического диапазона волн. Рабочее тело лазеров может быть выполнено:

· из газа (на основе азота, аргона, гелия и неона, криптона, ксенона и прочего),

· на красителях (кумарине, родамине, гексацианине 3, крезиле фиолетовом и других),

· твердотельным (лазером, использующим александрит или титан-сапфир, рубиновым и прочим),

· на полупроводниках (лазеры с квантовыми ямами, лазеры с гетероструктурой на основе арсенида галлия, с раздельным удержанием и другие),

· либо тело может быть специфическим, и реализованным на перегретой плазме, на свободных электронах, на солитонах и подобных объектах.

Полупроводниковые лазеры используют, например, для производства лазерных диодов. Основой лазерного диода выступает специально подготовленный электронно-дырочный переход плоскостной конструкции, полученный в полупроводнике электронного типа проводимости, например, из арсенида галлия. Кристалл полупроводника обычно имеет размеры по длине, ширине и высоте менее 500 × 400 × 100 мкм. Упрощённая конструкция лазерного диода без соблюдения пропорций показана на рисунке 16.

Рисунок 16 – Конструкция полупроводникового лазера

 

Лазерные диоды нашли широкое применение в спектрографах, лазерных прицелах и дальномерах, их применяют в лазерных принтерах и в медицинских приборах для исследования сетчатки. Лазерные диоды входят неотъемлемой частью системы считывания, стирания и записи информации на лазерных дисках.