Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti samarqand filiali

5. Lazer diodining turlari: ko‘p modali va bir modali lazerlar.

LDning bir necha turlari mavjud:

- ko‘p modali yoki Fabri-Pero rezonatorli lazerlar;

- bir modali lazerlar;

- bir modali taqsimlangan teskari aloqali (DFB) lazerlar;

- taqsimlangan Bregg aks etishli lazerlar;

- tashqi rezonatorli lazerlar.

5.1. Ko‘p modali yoki Fabri-Pero rezonatorli lazerlar

GaAs yoki InP yarim o‘tkazgich turlaridan biri asosida tayyorlangan, kristallning ikki qarama-qarshi ko‘ndalang kesimiga perpendikulyar bo‘lgan p-n o‘tishli oddiy LD tuzilishi 4.12-rasmda tasvirlangan.

7.12-rasm. p-n o‘tishli, Fabri-Pero rezonatorli lazer diodi.

Aks ettiruvchi parallel, ko‘ndalang yuzalar Fabri-Pero rezonatorlarini tashkil etadi. Tashuvchilar rekombinatsiyasi o‘tish tekisligi yaqinida amalga oshadi va Fabri-Pero rezonatorlari hisobiga musbat teskari aloqa hosil qilinadi. Ko‘ndalang yuzalardan aks etish xavoning va yarim o‘tkazgichning n sindirish ko‘rsatkichlarini farqlanishi bilan tushuntiriladi. Nomaqbul yo‘nalishlarda generatsiya yuzaga kelmasligi uchun nurlantirmaydigan yuzalarning g‘adir-budirligi ta’minlanib, ularning dag‘allashuviga erishiladi [4].

4.9-rasmda ko‘rsatilgandek nurlanish manbalarining vatt – amper tavsifida injeksiya toki qiymati chegaraviy qiymatga yetib generatsiya, ya’ni lazer effekti hosil bo‘lganda tuzilishda to‘liq optik kuchayish to‘liq yo‘qotishlarga tenglashadi.

To‘liq yo‘qotishlar uzunlik birligida α koeffitsiyent bilan tavsiflanadigan ichki yo‘qotishlardan va ko‘zgudan aks etish koeffitsiyentlari r₁va r₂bilan aniqlanadigan, rezonator oxirlaridagi yo‘qotishlardan iborat. Rezonatorning L uzunligida generatsiyaning yuzaga kelishi uchun, muhit uzunlik birligida quyidagi shart bilan aniqlanadigan S kuchayishga ega bo‘lishi kerak:

Odatda GaAsasosidagi injeksion lazer uchun r₁=r₂=0,3.

Tok zichligining juda kattaligi kristallning ortiq qizib ketishiga va uning tezda buzilishiga olib keladi. Kristall temperaturasi suyuq azot temperaturasigacha kamaytirilganda lazer uzoq muddat xizmat qilishi mumkin.

Tok zichligining tashqi sovitishni talab etmay, kamayishi va boshqa tavsiflarni yaxshilanishi ko‘p qatlamli yarim o‘tkazgichlar – geterotuzilishlar hisobiga erishilgan. IGT li LDda I_ch qiymatini 1...2 A/sm² gacha kamayishiga erishiladi.

Fabri-Pero rezonatorli LDlar ko‘p modali lazerlar ham deyiladi. Chunki ular bir necha modalarni nurlantiradi (7.13,a-rasm).

7.13,a-rasmdagi katta amplitudali moda – bu to‘lqin uzunligining asosiy modasi, kichik amplitudali modalar – yon modalari hisoblanadi. Yon modalar orasi taxminan 1 nm ga teng. Lazer nurlanish modulyatsiyasida nafaqat asosiy moda, shuningdek yon modalar ham modulyatsiyalanadi. Bunday lazerlarda optik nurlanishning to‘liq spektr kengligini yarmi 4-5 nm ga teng [6].

7.13-rasm. Lazer diodlarning nurlanish spektrlari: a) - ko‘p modali LD nurlanish spektri; b) - bir modali LD nurlanish spektri.

Spektrning kengligi dispersiyani oshishiga olib keladi. Fabri-Pero rezonatorli, ko‘p modali lazerlar juda yuqori texnik tavsiflarga ega emas. Lekin tuzilishi sodda bo‘lgani uchun narx-samaradorlik nuqtai nazaridan, bunday lazerlar juda yuqori tezliklar talab etilmaydigan OA tizimlarida qo‘llaniladi.