Принцип действия полупроводникового квантового генератора

Пусть имеется полупроводник, в котором выполняется условие (4.2) (рис.4.5). В нем может произойти спонтанная рекомбинация. Появившийся фотон может вызвать индуцированную рекомбинацию, в результате которой в полупроводнике будет два фотона с одинаковыми направлениями распространения, частотой, фазой и поляризацией. Они в свою очередь, могут вызвать индуцированную рекомбинацию, что приведет к появлению уже четырех фотонов, и т.д. Таким образом, в полупроводнике возникает лавинообразный процесс нарастания числа фотонов, происходит усиление световой волны.

Так как в результате спонтанной рекомбинации появляется большое количество фотонов, распространяющихся во всевозможных направлениях, то имеется множество усиливающихся световых волн, которые распространяются в любых направлениях и частоты которых находятся в интервале Δν (4.1). Полупроводник начинает излучать свет. На этом принципе основано действие светоизлучающих диодов (СИД).

Поместим теперь полупроводник между двух зеркал, установленных параллельно друг другу, которые образуют оптический резонатор (рис.4.5). В этом случае из всех световых наибольшее усиление получит та, которая распространяется по оси полу-проводника перпендикулярно зеркалам. Это связано с тем, что эта волна, падающая на зеркало З₁, отражается обратно в полупроводник, где она усиливается. После отражения от зеркала З₂ волна опять направляется в полупроводник, где она снова усиливается, и т.д. Световые волны, распространяющиеся по любым другим направлениям, быстро покидают полупроводник и поэтому не получают заметного усиления.

Если одно из зеркал, например З₁, сделать полупрозрачным, то световая волна частично будет выходить в виде остронаправленного светового луча из оптического резонатора – происходит процесс генерации оптического излучения.

Дата добавления: 2015-06-26