Полупроводниковые функциональные элементы Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности: 1-31 04 01 Физика (по направлениям) направления специальности 1-31 04 01-06 Физика (физика наноматериалов и нанотехнологий), № УД-750/уч.

Abstract

В настоящее время полупроводниковые функциональные оптические элементы (лазеры, оптические усилители) широко используются в качестве компактных источников когерентного излучения в системах передачи данных, накачки твердотельных лазеров, системах считывания информации и других применениях. Изобретение инжекционного лазера на основе полупроводниковых гетероструктур произвело переворот в электронике, открыв новые направления науки и техники, в частности оптоэлектронику. Однако до настоящего времени актуальной остается задача улучшения приборных характеристик инжекционных лазеров в зависимости от требований конкретных применений. Большинство характеристик инжекционного лазера тесно связаны с энергетической плотностью состояний в активной области лазера. Изобретение лазера на основе квантовой ямы показало, что зонная структура активной зоны может быть целенаправленно изменена с помощью использования эффектов размерного квантования, улучшая приборные характеристики лазерного диода. Дальнейший прогресс в развитии технологии полупроводниковых оптических элементов связан с использованием структур с меньшей размерностью – квантовых проволок, квантовых точек. Так для лазера на основе квантовых точек теоретически предсказаны более резкая зависимость оптического усиления от тока накачки, что должно приводить к дальнейшему снижению порогового тока накачки лазера, а также подавлению зависимости порогового тока от температуры. Второй и третий методы накачки в настоящее время имеют в большей мере чисто научный, чем практический интерес. В связи с этим эти вопросы предлагаются студентам для самостоятельной проработки в виде рефератов. Целью предлагаемого курса лекций является расширение и углубление знаний об общей природе оптических явлений, ознакомление студентов с современным состоянием и перспективами развития полупроводниковой лазерной техники, изучение основ физики и техники полупроводниковых лазеров, особенностей распространения и преобразования лазерного излучения оптическими элементами и системами, принципов действия и технических характеристик лазеров различных типов, освоение терминологии, применяемой в лазерной физике и технике, получение навыков практической работы с лазерами и исследований процессов в лазерах и характеристик их излучения, техники безопасности при работе с лазерами.