Preview

НАУКА и ТЕХНИКА

Расширенный поиск

Роль дислокаций в процессе деградации полупроводниковых лазеров с электронным накачиванием энергии. Экспериментальное исследование

https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-507-511

Полный текст:

Аннотация

Световое саморазрушение-деградация второго типа наблюдалось в образцах полупроводниковых лазеров с электронным накачиванием энергии с высокой оптической однородностью и хорошим качеством обработки поверхности. В этих образцах появлялись повреждения в виде шнуров, перпендикулярных торцам резонатора. Согласно имеющимся представлениям о прохождении мощных световых потоков через различные среды, возникновение узких световых каналов обусловлено явлением самофокусировки. Оно относится к фундаментальным физическим механизмам распространения лазерного излучения и обусловлено нелинейными явлениями, возникающими в среде под воздействием мощного лазерного излучения. Физическая причина самофокусировки – возрастание показателя преломления n в сильном световом поле. Тепловая самофокусировка – наиболее вероятная причина перераспределения излучения в активной области кристалла. Однако не исключено, что на начальном этапе возникновения световых каналов определенную роль играет рост интенсивности излучения в отдельных участках кристалла из-за нестабильности генерации либо небольших флуктуаций плотности тока накачки. Далее процесс приобретает лавинный характер, поскольку локализация луча в канале увеличивает плотность светового излучения, что может приводить к перегреву вещества и включению механизма тепловой самофокусировки. Выполненные исследования показали, что максимальной устойчивостью к процессам деградации обладают оптически однородные кристаллы. В них величина критической мощности светового разрушения определяется порогом самофокусировки излучения в материале. Поскольку нелинейная добавка к показателю преломления Δn = n2E2 на пороге самофокусировки определяется изменением концентрации неравновесных носителей ΔN(E2), то сама величина максимальной флуктуации ΔNmax пропорциональна значению концентрации неравновесных носителей на пороге генерации ΔNпор и относительному превышению порога генерации J = (j – jn)/jn. Таким образом, низкая пороговая концентрация неравновесных носителей является одним из условий увеличения устойчивости материала к процессам деградации. В легированных кристаллах ΔNпор меньше, чем в собственных материалах. Это, возможно, и объясняет достаточно большие значение Pкр в оптимально легированном однородном n-GaAs. Меньшие значения Pкр в образцах р-типа, легированных цинком, могут быть связаны не только с неоднородностью этих кристаллов, но и с большими порогами генерации. Кроме того, сечение поглощения излучения дырками примерно в 3–4 раза больше, чем электронами, что также может снижать порог саморазрушения лазеров. При Т = 300 К пороги генерации выше, что, естественно, снижает величину порога самофокусировки.

Об авторах

А. С. Гаркавенко
«Гайстескрафт» фирма
Германия

Доктор физико-математических наук

г. Корнвестхайм



В. А. Мокрицкий
Одесский национальный политехнический университет
Украина

Доктор технических наук, профессор

Адрес для переписки: Мокрицкий Вадим Анатольевич  – Одесский национальный политехнический университет, просп. Шевченко, 1, 65044, г. Одесса, Украина. Тел.: +38 048 734-86-36
mokrickiy37@gmail.com



О. В. Маслов
Одесский национальный политехнический университет
Украина

Доктор технических наук, доцент

г. Одесса

 



А. В. Соколов
Одесский национальный политехнический университет
Украина

Кандидат технических наук

г. Одесса



Список литературы

1. Природа деградации полупроводниковых лазеров с электронным накачиванием энергии. Теоретические предпосылки / А. С. Гаркавенко [и др.] // Наука и техника. 2020. Т. 19, № 4. С. 311–319. https://doi.org/10. 21122/2227-1031-2020-19-4-311-319.

2. Богданкевич, О. В. Полупроводниковые лазеры / О. В. Богданкевич, С. А. Дарзнек, П. Г. Елисеев. М.: Наука, 1976. 243 с.

3. Грибковский, В. П. Полупроводниковые лазеры / В. П. Грибковский. Минск: Университетское, 1988. 240 с.

4. Напiвпровiдниковi лазери з електронным накачуванням / О. С. Гаркавенко [и др.]. Одеса: Полiграф, 2006. Т. 1. Механiзм генерацiϊ. Властивостi випромiнювання. 320 с.

5. Напiвпровiдниковi лазери з електронным накачуванням / О. С. Гаркавенко [и др.]. Одеса: Полiграф, 2006. Т. 2. Активнi середовища. Розробка приладiв. 360 с.

6. Гаркавенко, А. С. Радиационная модификация физических свойств широкозонных полупроводников и создание на их основе лазеров большой мощности / А. С. Гаркавенко. Львов: ЗУКЦ, 2012. 257 с.

7. Радиационное легирование сульфида кадмия и арсенида галлия / В. А. Мокрицкий [и др.] // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2002. № 7. С. 15–18.

8. Гаркавенко, А. С. О деградации полупроводниковых лазеров / А. С. Гаркавенко // Теоретический и научно-практический журнал радиосвязи, радиовещания и телевидения: тр. УНИИРТ. 2000. Т. 1, № 21. С. 65–68.

9. Влияние легирования на пластическую деформацию монокристаллов арсенида галлия / Н. П. Сажин [и др.] // Физика твердого тела. 1966. Т. 3, № 5. С. 1539–1544.

10. Эффект увеличения мощности и оптической прочности лазеров на сильно легированном антимониде галлия / Э. П. Бочкарев [и др.] // Письма ЭТФ. 1981. Т. 7, № 23. С. 1455–1458.

11. Халл, Д. Введение в дислокации / Д. Халл. М.: Атомиздат, 1968. 260 с.

12. Ионизационный отжиг полупроводниковых кристаллов. Часть первая. Теоретические предпосылки / А. С. Гаркавенко [и др.] // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2014. № 4. С. 50–55.

13. Ионизационный отжиг полупроводниковых кристаллов. Часть вторая. Эксперимент / А. С. Гаркавенко [и др.] // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2014. № 5–6.– С. 51–56. https://doi.org/10.15222/ТКЕА2014.2.51.


Для цитирования:


Гаркавенко А.С., Мокрицкий В.А., Маслов О.В., Соколов А.В. Роль дислокаций в процессе деградации полупроводниковых лазеров с электронным накачиванием энергии. Экспериментальное исследование. НАУКА и ТЕХНИКА. 2020;19(6):507-511. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-507-511

For citation:


Garkavenko A.S., Mokritsky V.A., Maslov O.V., Sokolov A.V. Role of Dislocations in the Process of Degradation of Semiconductor Lasers with Electronic Energy Pumping. Experimental Research. Science & Technique. 2020;19(6):507-511. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-507-511

Просмотров: 183


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)