АН БССР В. Д. Ткачев и В. Ф. Стельмах предоставили автору возможность в течение многих лет читать спецкурс по полупроводниковым лазерам. Это положительно отразилось на подборе материала для пособия.

Очевидно, в книге имеются определенные недостатки, которых трудно сразу избежать при обобщении многочисленного оригинального материала в произведении сравнительно небольших размеров. Автор готов с благодарностью принять любые конструктивные замечания читателя в свой адрес и будет их учитывать прежде всего при чтении лекций, а в будущем и при возможном переиздании книги.

ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧИ

1.6. п,>2,5-10-= 10--" см/Вт.

1.14.

1.7. л«0,49(;...п,564 . r,+ .4„r,, = /l"fiB/j/iv„.

VI. 1.9. а = 1.16. Q 10.

1.17. K„ss29,9cM и 104,4 см- ик„.-),2.-)см и 6,01 сМ 1.18./ =

= 50 мкм; Лл = 0,125 нм н 0,005 н.м. 1.20. /?..<.3 ем. 1.21. Тф = = 1/у,к„= 10-- с. 2.2. «, = 0.46(и..Ш) К)» см = 2.9. fi«3,6X XIO- см/А, /ояг,560 А/см-, j и А/см-. 2.11. k,,(v) =

= аехр (/iv/f.ilKexp (/iv-fc)/*?") ---/.-.]. r.ie i.-consl. 2.14. к, уменьшится в = 3,43 А/см;

3.17. Г«1,3-10 1,6; I. 4.5. ХЮ" Гц-.

5.3. ).21393,6

6.4. п = 10.

два раза. 3.8. /.,„т = 2,5 мм (0,27 мм). 3.9. /..,„ = 1Т(/,„)=036. 3.10. 1пг~0,.=)4. 3.1,5. Од78 м. К. 4.2. 0.69-10- (10-") с. 4.3. /r V~10.5; <УКИ=6,7-10- с = 0,67 пс. 4.6. /„,(/)=5,6Х 4.8. Q,„= 109,5 дБ. 5.2. к;(л,.) « 1,79-10 см-, мкм. 5.7. ?. = 4,1...24,5 мкм. 5.15. 0,.=:;70.3".

7.10. т,;==2.83-10-" с. 7.15 к„;5,1 -Ю СМ- и примерио 206 см- 8.10. Тд (300) «2,3-10» ч.

7.11. УсЯг,6-10 см/с. 7.19. т„„„«2,5.10-" с.

ЧИСЛЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ

Постоянная Планка

Скорость света в вакууме

Постоянная Больцмана

Радиус первой боровской орбиты

Масса покоя электрона

Заряд электрона

Значение кТ при 7" = 4,3; 80 и

300 К

Энергия, соответствующая 1 эВ Связь между длиной волны, мкм, и энергией фотона, эВ Связь между волновым числом v=l/X, см-, и энергией фотона, эВ

Границы видимого диапазона излучения

/!=6,626-10-=** Дж.с = = 4,135-10- эВ-с с = 2,998-10" см/с й=1.381-10-" Дж-К- Гй = 5,29-10-" см

е= 1,602-10- Кл

кТ = 0.Ъ1: 6,9; 2,5,9 мэВ 1 эВ= 1,602-10-" Дж

>. (мкм)-/2V (эВ) = 1,24 мкм-эВ v (см- ) =8,06-10 /IV (эВ),

I мэВ = 8.06 CM-

Х = 0,42...0,74 мкм

/IV = 2,95... 1,68 эВ

v= (23,8...13,5) 10=» CM-

v= (7,14...4,05) 10" С-

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Алферов Ж. И. Полупроводниковые гетероструктуры (Обзор) Физика и техника полупроводников. 1977. Т. 11. С. 2072-2083.

Богдаикевич О. В., Дарзнек С. А., Елисеев П. Г. Полупроводниковые лазеры. М.: Наука, 1976. 415 с.

Басов Н. Г., Елисеев П. Г., Попов Ю. М. Полупроводниковые лазеры УФН. 1986. Т. 148, № 1. С. 35-53.

Голоньяк Н. Н. Полупроводниковые лазеры с квантовыми раз-. мерными слоями (Обзор) Физика н техника полупроводников. 1985. Т. 19, № 9. С. 1529-1557.

Грибковский В. П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках. Мн.: Наука и техника, 1975. 464 с.

Грибковский В. П. Стримерное свечение в полупроводниках (Обзор) Журн. прикл. спектроскопии. 1984. Т. 40, № 5. С. 709-718.

Грибковский В. П., Кононенко В. К., Рябцев Г. И. Энергетические характеристики н деградация гетеролазеров Обзоры по электрон, технике. 1985. Сер. 11. № 4 (1120). 40 с.

Дунская И. М. Возникновение квантовой электроники. М.: Наука, 1974. 160 с.

Елисеев П. Г. Введение в физику инжекционных лазеров. М.: Наука, 1983. 296 с.

Елисеев П. Г. Проблема надежности и физика деградационных процессов в полупроводниковых лазерах Радиотехника. М.: ВИНИТИ, 1978. Т. 14, ч. 2. С. 5-68.

Инвертированное распределение горячих электронов в полупроводниках / Под ред. А. А. Андронова / Ин-т прикл. физики АН СССР. Горький, 1983. 228 с.

Кейси X., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах. М.: Мир, 1981. Т. 1. 300 с; Т. 2. 364 с.

Курбатов А. Л., Шубин М. В., Полчкова Н. Д. и др. Перестраиваемые полупроводниковые лазеры и их применение Тр. Гос. оптич. ин-та, 1985. Т. 58, № 192. С. 154-163.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ДГС ДТЛ ДТП КПД КРС ОГС РОС УКИ L0

YAG : Nd j4-серия

А„с(к, к)

В-серня Вц, Bji

С-серия С

D, Di D*

De, Dh

dn, d,i

- двусторонняя гетероструктура

- дефекты темных линий

- дефекты темных пятен

- коэффициент полезного действия

- квантоворазмерные структуры

- односторонняя гетероструктура

- распределенная обратная связь

- ультракороткие импульсы (генерации)

- энергия продольного оптического фонона

- неоднмовый лазер на алюмоиттриевом гранате

- серия линий поглощения (излучения) экситонов, относящаяся к подзоне тяжелых дырок

- коэффициент Эйнштейна для спонтанных переходов с уровня ( на уровень /

- амплитуда вероятности перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости

- дифференциальный коэффициент Эйнштейна для спонтанных переходов (->-/

- серия линий поглощения (излучения) экситонов, относящаяся к подзоне легких дырок

- коэффициент Эйнштейна для вынужденных переходов (->-/ и /->-( соответственно

- дифференциальные коэффициенты Эйнштейна для вынужденных переходов i-j и /-vi соответственно

- серия линий поглощения (излучения) экситонов, относящаяся к спин-орбитально отщепленной подзоне валентной зоны

- направление оптической оси кристалла

- коэффициент разложения волновой функции вещество -j- поле в ряд

- скорость света в вакууме

- определители системы линейных алгебраических уравнений

- приведенная толщина волнового слоя

- коэффициенты диффузии для электронов (е) и дырок (Л)

- матричный элемент дипольного момента

- толщина активной области и плоскопараллельной пластины

- вероятности неоптических переходов (->•; и /->-i соответственно

- напряженность электрического поля

- энергия активации

£.« Е, Е, Е„

Е, Е,, £о е

f 0,8

- энергия оптического фонона

- энергия акцепторных состояний

- энергия произвольного уровня в зоне проводимости

энергия дна зоны проводимости

- энергия донорных состояний

- энергия электрона --ширина запрещенной зоны

- энергия /-Г0 (у-го) уровня частицы

- суммарная энергия вещества и поля

- энергия произвольного уровня в валентной зоне

- энергия потолка валентной зоны

- начальная энергия быстрых электронов накачки

- элементарный положительный заряд - номер вектора поляризации 1 или 2

единичный вектор направления распространения стримера /-Г0 типа при по,южнтельпой (-)-) или от-р .1лсггельной ( -) полярносги электрода

- единичный вектор папяризации электромагнитной волны

- частота повторения импульсов возбуждения

- уровень Ферми

~ частота повторения импульсов возбуждения, при которой мощность генерации уменьшается до 0,8 от своего значения при возбуждении одиночными импульсами

f-(Fh) - квазиуровень Ферми для электронов (дырок)

/ - частота повторений флуктуации мощности генерации

/м - частота модуляции

- функция Ферми - Дирака для электронов /к - сила осциллятора для межзонных переходов gc(Ec), gi>{E,) - функции плотности состояний в зоне проводимости и валентной зоне соответственно

gi, gi - степень вырождения г, /-го уровней частицы

- напряженность магнитного поля /г, h - h/2n - постоянная Планка

/ - электрический ток

Aii(/) - интенсивность шума

A(vj - коитур (-Г0 уровня

/(V) - контур спектральной линии излучения для перехода

/ - номера уровней энергии

= V-• ~ мнимая единица в показателе экспоненты

У ~ средняя энергия ионизации атома

; - плотность тока

/инв - плотность тока инверсии, при котором (Сус = 0

/п - пороговая плотность тока

/" (in ) - пороговая плотность тока в импульсном (стацио-

нарном) режиме / - вектор плотности тока

/о - параметр аппроксимации в формуле к = р(/ -/о)

(5) - суммарный коэффициент поглощения, обусловленный

всеми механизмами поглощения к, к(\), k{v,S) -коэффициент поглощения

к" (v) - коэффициент поглощения при отсутствии внешнего

возбуждения

- коэффициент двухфотонного поглощения Кп - коэффициент потерь резонатора

K„a<.(Vr) - коэффициент поглощения пассивной области неод-

нородно возбуждаемой пластины Кр = 2л/Л -параметр фазовой решетки

Кс„ - коэффициент поглощения свободными носителями

- коэффициент усиления в отсутствие генерации и насыщения поглощения

Kj.i.(vr) - коэффициент усиления активной области

Kjy - максимальное по спектру значение коэффициента

усиления

K,{v) - коэффициент экситонного поглощения

Kac(v) - коэффициент поглощения при переходах акцептор -

зона проводимости Kt,d(v) -коэффициент поглощения при переходах валентная

зона - донор k - постоянная Бшшцмана

к - волновой вектор электрона

/ - расстояние между зеркалами резонатора

/а(/„ас) -длина активной (пассивной) области

Мл - степень модуляции интенсивности люминесценции

Мэ - масса экситона

ш - масса электрона

/Пе(т/,) -эффективная масса электрона (дырки)

mj(mj) -эффективная масса легкой (тяжелой) дырки

т, = тетлХ

X(me-fmft) -приведенная масса

Л„ - число генерирующих мод

N„{v,i) -число квантов падающего излучения

Np - отношение числа отражений излучения от грани w

к числу отражений от грани ( .Ыфо« - концентрация фононов

Лэо - концентрация нулевых экситонных состояний

Лз, - концентрация экситонных состояний первого (основ-

ного) уровня

Na(Nd) - концентрация акцепторов (доноров)

Л, - число состояний (степень вырождения) /-го уровня

в полупроводниках п - номер уровня экситона

л-тип - электронный тип проводимости

п„{х) - пороговое значение концентрации электронов

л, - число частиц на уровне /

пу - число квантов поля сорта >.

п - единичный вектор нормали к поверхности

п - показатель преломления

Р - число состояний системы

р-тип - дырочный тип проводимости

Рд - импульс холловского дрейфа дырки

p,i - суммарная вероятность спонтанных, вынужденных

и безызлучательных переходов pS - вероятность вынужденных переходов