ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ПРИБОР Советский патент 1994 года по МПК H01S3/18 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано для создания функциональных элементов полупроводниковой оптоэлектроники.

Известно устройство, содержащее полупроводниковую пластину с p-n переходом, оптический резонатор и блок питания, обеспечивающий протекание электрического тока через полупроводниковую пластину. Для получения коротких импульсов излучения в качестве блока питания используются громоздкие и сложные генераторы тока; их необходимо согласовывать с полупроводниковым элементов, чтобы устранить влияние выходных LC-контуров блока питания.

Известны полупроводниковые лазерные приборы, в которых для получения коротких импульсов излучения в качестве источников накачки используются согласующие импульсные трансформаторы, вторичная обмотка которых состоит из одного витка с большим поперечным сечением проводника.

Наиболее близким по технической сущности является полупроводниковый лазерный прибор, содержащий полупроводниковую пластину с p-n-переходом и оптическим резонатором и блок питания, включающий одновитковую катушку индуктивности, соединенную с пластиной, и импульсный соленоид. Причем импульсный соленоид выполнен многовитковым, а внутри витков расположен ферритовый сердечник. Соленоид окружает кристаллодержатель, Одновитковая катушка индуктивности состоит из кристаллодержателя, корпуса и буксы, служащей для закрепления полупроводниковой пластины.

Целью изобретения является упрощение конструкции корпуса прибора.

Поставленная цель достигается тем, что импульсный соленоид выполнен одновитковым, а пластина и катушка индуктивности расположены внутри витка импульсного соленоида.

На чертеже изображен описываемый прибор. Он содержит полупроводниковую пластину 1 с p-n-переходом, оптический резонатор, образованный зеркалами 2 и 3, катушку индуктивности 4, включенную последовательно с полупроводниковой пластиной 1, импульсный соленоид 5, в который помещена катушка 4.

Прибор работает следующим образом. Когда соленоид 5 генерируется импульс магнитного поля, в катушке 4 наводится ЭДС, при определенных условиях достаточная для получения оптической генерации в инжекционном лазере, состоящем из полупроводниковой пластины 1 с p-n-переходом и оптического резонатора, образованного зеркалами 2 и 3.

П р и м е р. В качестве активного элемента служит инжекционный лазер в системе GaAs-AlGaAs с двухсторонней гетероструктурой, имеющий полосковый контакт порядка 20 мкм. Размеры кристалла составляют 100х200х300 мкм. При использовании традиционной схемы возбуждения лазер работает при комнатной температуре в импульсном режиме. Падение напряжения на образце достигает величины 2 В, пороговый ток - порядка 30 мА. При рабочем токе 50 мА мощность излучения с двух торцов лазера доходит до 20 мВт в импульсе. Зеркалами оптического резонатора служат две противоположные грани кристалла.

При использовании описываемой схемы возбуждения контакты инжекционного лазера закорачиваются одним витком провода ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Виток диаметром 2 мм фиксируют на держателе кристалла клеем БФ-2. При помощи держателя из оргстекла инжекционный лазер помещают в рабочую полость соленоида биттеровского типа. Параметры соленоида: наружный диаметр 25 мм, внутренний диаметр 6 мм, длина 25 мм, число витков 1, емкость батареи конденсаторов 100 мкФ, напряжение на конденсаторах - до 3 кВ, длительность импульса магнитного поля 40 мкс, магнитная индукция в центре рабочей полости до 12,5 Т.

В магнитном поле 10 Т достигается мощность излучения с двух торцов лазера до 20 мВт при длительности импульса 15 мкс.

Таким образом, использование описываемого устройства позволяет существенно упростить электрическую схему накачки при получении коротких импульсов излучения. Кроме того, на базе описываемого устройства можно создавать функциональные элементы полупроводниковой оптоэлектроники, например, генераторы частоты или детекторы электромагнитного поля. (56) Заявка Японии N 61-58999, кл. Н 01 S 3/8, опубл. 1986.

Батраков А. С. Квантовые приборы, Энергия, Ленинр. отдел 1972, с. 151.

Авторское свидетельство СССР N 295525, кл. Н 01 S 3/19, 1968.

Использование: в области квантовой электроники, для создания функциональных элементов полупроводниковой оптоэлектроники. Сущность изобретения: прибор содержит полупроводниковую пластину с p-n-переходом и оптическим резонатором и блок питания, включающий одновитковые импульсный соленоид и катушку индуктивности, причем катушка индуктивности соединена с пластиной и они помещены внутрь витка. 1 ил.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ПРИБОР, содержащий полупроводниковую пластину с p - n-переходом и оптическим резонатором и блок питания, включающий одновитковую катушку индуктивности, соединенную с пластиной, и импульсный соленоид, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции корпуса прибора, импульсный соленоид выполнен одновитковым, а пластина и катушка индуктивности расположены внутри витка импульсного соленоида.