Estudiante

Láseres de inyección con heteroestructura
Los recientes avances en las técnicas de producción de semiconductores de materiales y el uso de estructuras de heterounión han mejorado rápidamente actuaciones láser. Láseres experimentales ahora puede funcionar continuamente a temperatura ambiente aunque fiabilidad tendrá que ser mejorada considerablemente antes de estos láseres se utiliza ampliamentepara las comunicaciones.

A.R. GOODWINP.
P.R. SELWAY
Standard Telecommunication Laboratories Limited, Harlow, England

Introducción
Muchas investigaciones se han hecho en los láseres semiconductores desde su introducción en 1962. De arseniuro de galio (GaAs) láser que emiten en el infrarrojo cercano a una longitud de onda de 0.9 micrómetros, se han utilizado para una serie deaplicaciones, pero su atracción se ha incrementado enormemente en los últimos tres años, como resultado de mejoras muy significativas en el rendimiento. Estas mejoras son casi en su totalidad debido a la utilización de estructuras de heterounión. Densidad de corriente umbral (la unidad mínima actual para la acción láser) se ha reducido de 40.000 amperios por centímetro cuadrado para simples láseres de uniónpn a 8000 amperios por centímetro cuadrado, para el único láser con heteroestructura desarrollado en 1969, ya sólo 1000 amperes po centímetro cuadrado para el doble de dispositivos con heteroestructura desarrollado en 1970.

Láser Homounión

Antes de pasar a la física de los láseres con heterostructura es útil considerar brevemente el funcionamiento de los anteriores láseres pn de homo unión.Estos consisten en una unión pn formada por difusión de una impureza de tipo p (generalmente zinc) en el material de tipo n, o por el crecimiento epitaxial de una capa tipo p sobre un sustrato de tipo n. En virtud de polarización directa, los electrones se inyectan en la región p y recombinan estos con los orificios presentes dentro de una longitud de difusión de alrededor de 2 micrómetros. DesdeGaAs tiene una brecha de energía directa hay una alta probabilidad de recombinación radiante y la luz se emite de manera muy eficiente. La figura 1 muestra una unión pn bajo polarización directa.

A bajas corrientes directas de la emisión es no direccional y no coherente; bajo esta condición los diodos se utilizan como fuentes de luz. La luz puede estar en la banda visible si el material tieneuna brecha alta energía suficiente. GaAs emite en el infrarrojo cercano, mientras que GaAsxP1-x emite luz roja y GAP (fosfuro de galio) emite luz roja o verde.
A altas corrientes directas de la región de recombinación exhibe ganancia óptica. Esto es porque cuando hay una alta densidad de electrones de no equilibrio en la banda de producción (población invertida), hay una alta probabilidad de que unfotón que pasa a través de la región va a interactuar con un electrón en la banda, haciendo que se recombinan radiativamente con un agujero en la banda de valencia. Esta radiación estimulada da lugar a un segundo fotón idéntico en energía, la dirección, y la fase al fotón estimulante. Cuando el proceso de ganancia se combina con retroalimentación positiva, por ejemplo, mediante la colocación deparcialmente espejos reflectores en cada extremo de la región recombinación, a continuación, el láser emite radiación oscila y estimulado, parte de la cual se transmite como un haz direccional razonablemente a través los espejos. El coeficiente de ganancia depende de la concentración de electrones inyectados en exceso, valores en el intervalo de 20 a 100 por centímetro se consiguen fácilmente. Unaganancia de ida y vuelta de la unidad se requiere para el umbral y esto se puede conseguir con cavidades muy pequeñas (menos de 1 milímetro) y espejo (reflectividad baja reflectividad dieléctrico de GaAs es 30 por ciento).
Los láseres semiconductores, hasta la introducción de las técnicas de heterounión se revisado en [l]
 
Heterounion de Semiconductor

Una heterounión es una unión entre...