imported>DILIN: оформление

2026-03-12T06:26:12Z

оформление

Новая страница

'''Полупроводниковый лазер''' — лазер, в котором в качестве материалов как активной области (слоя, в котором генерируется стимулированное излучение), так и других областей [слоя оптического ограничения и слоёв, из которых инжектируются неравновесные носители заряда (обкладок)], используются [[полупроводник]]и. В таком лазере, в отличие от лазеров других типов (в том числе и твердотельных), используются излучательные переходы не между энергетическими уровнями [[атом]]ов, молекул или ионов, а между разрешёнными энергетическими зонами, подзонами или уровнями размерного квантования в полупроводниковом [[Кристаллы|монокристалле]]. В полупроводниковом лазере [[накачка лазера|накачка]] осуществляется:

* непосредственно [[электрический ток|электрическим током]], т.е. инжекцией носителей заряда (прямая токовая накачка).

Широкое применение полупроводниковых лазеров в различных областях науки и техники, в медицине и повседневной жизни обусловлено, в частности, возможностью прямой то́ковой накачки в них.

Накачка в полупроводниковом лазере может также осуществляться:

* электронным пучком;
* электромагнитным излучением (оптическая накачка).

Под названием полупроводниковых лазеров часто встречается гибридный лазер, состоящий из мощного светодиода накачки и наклеенного на него твердотельного активного элемента. Плюс таких лазеров в том, что светодиодную структуру накачки можно сделать довольно протяженной и, соответственно, мощной. Механические деформации от нагрева меньше сказываются на активном элементе. «Полупроводниковые» лазеры с мощностями единицы-десятки ватт делают в основном именно по такой технологии. Визуально отличить гибридный лазер от полупроводникового довольно сложно.

Поскольку в полупроводниковом лазере возбуждаются и излучают коллективно атомы, составляющие [[кристаллическая решётка|кристаллическую решётку]], сам лазер может обладать очень малыми размерами.

Другими особенностями полупроводниковых лазеров являются высокий [[КПД]], малая инерционность, простота конструкции.

Типичным представителем полупроводниковых лазеров является [[лазерный диод]] — лазер, в котором рабочей областью является полупроводниковый [[p-n-переход]]. В таком лазере излучение происходит за счет рекомбинации [[электрон]]ов и [[Дырка (квазичастица)|дырок]].
== История создания ==
9 июля 1962 года исследователи из MIT Lincoln Laboratory Роберт Кийес и Теодор Квист сообщили аудитории на конференции по исследованиям твердотельных устройств, что они разрабатывают экспериментальный полупроводниковый лазер. По словам Киза, лазер еще не излучал когерентный луч, но работа быстро продвигалась.

Киз и Квист шокировали аудиторию: они заявили, что могут доказать, что почти 100 процентов электрической энергии, подаваемой в полупроводник из арсенида галлия, может быть преобразовано в свет. И, несмотря на неверие и смех многих учёных, эта производительность была доказана Робертом Н. Холлом на этой же конференции.<ref name=":0">{{Cite web|url=https://ieeephotonics.org/news/ieee-milestone-inside-the-three-way-race-to-create-the-most-widely-used-laser/|title=IEEE Milestone: Inside the Three-Way Race to Create the Most Widely Used Laser|lang=en-US|website=The IEEE Photonics Society|access-date=2026-03-11}}</ref>

Осенью 1962 года, сразу три исследовательские группы в [[США]] независимо друг от друга и практически одновременно сообщили о создании первого работающего полупроводникового лазера :

* [[General Electric]] (GE) под руководством Роберта Холла (Robert N. Hall).
* [[IBM]] Thomas J. Watson Research Center под руководством Маршалла Нейтана (Marshall I. Nathan).
* · MIT Lincoln Laboratory (Роберт Редикер, Роберт Киз и Теодор Квист).<ref name=":0" />

Все они использовали кристалл [[арсенид галлия|арсенида галлия]] (GaAs) и импульсную накачку при криогенных температурах (охлаждение жидким азотом).

Компании IBM и GE подали заявки на патенты в США в октябре, и в итоге обе получили их.<ref name=":0" />

Все три учреждения были отмечены наградой [[IEEE]] за свою работу.<ref name=":0" />

Огромный прорыв произошёл в 1970 году, когда [[Жорес Алфёров]] разработал двойную гетероструктуру. Она позволила создать эффективную лазерную генерацию в непрерывном режиме при комнатной температуре, что открыло путь к массовому коммерческому использованию. За эти работы Ж. И. Алфёров был удостоен [[Нобелевская премия|Нобелевской премии]] в 2000 году.
== Классификация ==
'''По типу активной среды''' полупроводниковые лазеры делятся на лазеры<ref name=":1">{{Cite web|url=https://bigenc.ru/c/poluprovodnikovyi-lazer-c0c729|title=Полупроводниковый лазер|lang=ru|website=Большая российская энциклопедия|date=2024-03-01|access-date=2026-03-11}}</ref>:

* с объёмной активной областью (3D);
* на основе квантовых ям (2D);
* на основе квантовых проволок (1D);
* на основе квантовых точек (0D).

'''По типу резонатора''' полупроводниковые лазеры делятся на лазеры с<ref name=":1" />:

* внешним [[резонатор]]ом и с собственным резонатором (монолитные);
* резонаторами Фабри – Перо;
* резонаторами с распределённой обратной связью;
* брэгговскими распределёнными зеркалами.

'''По типу вывода излучения''' полупроводниковые лазеры делятся на лазеры<ref name=":1" />:

* излучающие с торцов полупроводникового чипа;
* поверхностно излучающие лазеры (с вертикальным [[резонатор]]ом).

== Литература ==
* {{статья|автор= Алфёров Ж. И. |заглавие= Двойные гетероструктуры: концепция и применения в физике, электронике и технологии (Нобелевская лекция) |издание=[[Успехи физических наук]] |год= 2002 |том= 172 |страницы= 1068—1086 |doi= 10.3367/UFNr.0172.200209e.1068 |язык= ru |издательство= [[Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН|Российская академия наук]] }}
* {{книга |автор = Грибковский В. П.|часть = |заглавие = Полупроводниковые лазеры|оригинал = |ссылка = |издание = |место = |издательство = Радиофизика и электроника|год = 1988|том = |страницы = |страниц = |isbn = }}

== См. также ==
* [[Виды лазеров]]
* [[Устройство лазера]]
* [[Твердотельный лазер]]
* [[Лазерный диод]]
* [[Лазер с распределённой обратной связью]]

== Примечания ==
{{Примечания}}

{{phys-stub}}
{{Нет источников |дата=2010-12-27}}

[[Категория:Оптоэлектроника]]
[[Категория:Полупроводниковые приборы]]
[[Категория:Лазеры по видам]]

Полупроводниковый лазер - История изменений

imported>DILIN: оформление