Спектральные характеристики усиления излучения

August 24, 2011 by admin Комментировать »

Поскольку интенсивность излучения на заданной длине волны прямо пропорциональна плотности оптических мод —см. уравнение (14.7), увеличение спектральной плотности определяется отношением плотностей мод в одномерном резонаторе и в одномерном свободном пространстве. Как было показано, спектр усиления резонатора имеет форму распределения Лоренца. Поэтому коэффициент усиления на резонансной длине волны равен отношению плотностей оптических мод в резонаторе и вне его, т. е.

Из уравнения видно, что микрорезонатор позволяет добиться значительного увеличения интенсивности спонтанного излучения вдоль его оси.

Уравнение (14.19) показывает среднее увеличение интенсивности излучения от двух отражателей резонатора. Для нахождения усиления излучения только в одном направлении необходимо коэффициент усиления, определяемый уравнением (14.19), умножить на долю света, отраженного от зеркала с коэффициентом отражения Ri(т.е. на 1 – J?i) и разделить на средние потери на двух отражателях за один полный проход резонатора (т.е. на 1/2[(1 — i2i)-Ь (1 – Дг)]). Для больших значений Riи R2 можно записать следующее выражение для коэффициента усиления излучения от одного зеркала с коэффициентом отражения Ri:

Здесь было использовано приближение 1 —                                ^^^ (1/2)(1 —

-RiR2)^\/2{2-Ri -R2).

Теперь учтем взаимосвязь между стоячими волнами внутри резонатора и распределением оптически активного материала по отнощению к узлам и пучностям этих волн. Коэффициент усиления пучности i— 2, если активная область расположена точно в точке пучности стоячей волны внутри резонатора. Коэффициент ^ = 1, если активная область перекрывает достаточно много периодов стоячей оптической волны. И, наконец, ^ = О, когда активный материал расположен в узловой точке стоячей волны.

Тогда для коэффициента усиления излучения можно записать следующее выражение:

гдеR\ — коэффициент отражения пропускающего свет зеркала, т.е.R\ <R2.В выражении (14.21) через отнощение параметров г и Tcav(г —время жизни фотонов за пределами резонатора, Тсау время жизни фотонов в резонаторе) также учтены изменения времени жизни спонтанного излучения. Если структура резонатора снижает излучательное время жизни, это выражается в уменьшении усиления, что отражает коэффициент т/тсау. Для планарных микрорезонаторов этот коэффициент, как правило, всегда больше или равен 0,9 (Vredenbergetal., 1993). Из этого можно сделать вывод, что время жизни излучения в планарных микрорезонаторах определяется в основном концентрацией неосновных носителей.

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты