ИНЖЕКЦИО́ННЫЙ ЛА́ЗЕР

ИНЖЕКЦИО́ННЫЙ ЛА́ЗЕР (ди­од­ный ла­зер), один из ви­дов по­лу­про­вод­ни­ко­во­го ла­зе­ра, в ко­то­ром ин­вер­сия на­се­лён­но­стей соз­да­ёт­ся ин­жек­ци­ей но­си­те­лей за­ря­да че­рез $p–n$-пе­ре­ход или ге­те­ро­пе­ре­ход. Идея соз­да­ния И. л. при­над­ле­жит Н. Г. Ба­со­ву, О. Н. Кро­хи­ну и Ю. М. По­по­ву (1961), экс­пе­рим. осу­ще­ст­в­ле­ние – Р. Хол­лу с со­труд­ни­ка­ми (США, 1962).

При при­ло­же­нии вы­прям­ляю­ще­го на­пря­же­ния к по­лу­про­вод­ни­ко­во­му дио­ду в се­че­нии $p–n$-пе­ре­хо­да или ге­те­ро­пе­ре­хо­да (ак­тив­ная об­ласть) соз­да­ют­ся вы­со­кие кон­цен­тра­ции не­рав­но­вес­ных но­си­те­лей за­ря­да (элек­тро­нов и ды­рок). При вы­со­кой сте­пе­ни ле­ги­ро­ва­ния $p$- и $n$-об­лас­тей дос­ти­га­ет­ся ин­верс­ная на­се­лён­ность в ак­тив­ной об­ла­сти при пря­мом про­те­ка­нии то­ка и про­ис­хо­дит ин­ду­ци­ро­ван­ная из­лу­ча­тель­ная ре­ком­би­на­ция этих но­си­те­лей, а при на­ли­чии об­рат­ной свя­зи – ге­не­ра­ция из­лу­че­ния. Об­рат­ная связь осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью оп­ти­че­ско­го ре­зо­на­то­ра (в ка­че­ст­ве не­го мо­гут ис­поль­зо­вать­ся от­ра­жаю­щие гра­ни по­лу­про­вод­ни­ка или от­ра­жаю­щие пе­рио­дич. оп­тич. ре­шёт­ки). Пре­иму­ще­ст­ва­ми И. л. яв­ля­ют­ся пря­мое пре­об­ра­зо­ва­ние энер­гии элек­трич. то­ка в энер­гию ла­зер­но­го из­лу­че­ния с вы­со­ким кпд (до 70%), ма­лые раз­ме­ры (ме­нее 1 × 0,5 × 0,5 мм), воз­мож­ность вы­со­ко­час­тот­ной мо­ду­ля­ции (до де­сят­ков ГГц).

Вы­ход из­лу­че­ния И. л. обыч­но про­ис­хо­дит вдоль срав­ни­тель­но про­тя­жён­ной (0,1–1,5 мм) ак­тив­ной об­лас­ти, но раз­ра­бо­та­ны И. л., из­лу­чаю­щие пер­пен­ди­ку­ляр­но ей («вер­ти­каль­но»). Соз­да­ны И. л., в ко­то­рых ин­верс­ная на­се­лён­ность воз­ни­ка­ет ме­ж­ду под­зо­на­ми од­ной зо­ны («уни­по­ляр­ные» И. л.). С 1990-х гг. в боль­шин­ст­ве И. л. ис­поль­зу­ют­ся ге­те­ро­ст­рук­ту­ры; та­кие И. л. на­зы­ва­ют ге­те­ро­ла­зе­ра­ми. Экс­пе­рим. об­раз­цы И. л. ра­бо­та­ют в диа­па­зо­не длин волн от УФ (ок. 0,4 мкм) до ИК (ок. 10 мкм); ком­мер­че­ские И. л. – в диа­па­зо­не 0,6–1,55 мкм.

И. л. при­ме­ня­ют­ся в во­ло­кон­но-оп­тич. сис­те­мах свя­зи (вклю­чая транс­оке­ан­ские), оп­тич. па­мя­ти (при за­пи­си ла­зер­ных ау­дио- и ви­део­дис­ков), в ла­зер­ных прин­те­рах, спек­тро­ско­пии. Вы­со­кий кпд и пря­мое пре­об­ра­зо­ва­ние элек­трич. энер­гии в све­то­вую де­ла­ют И. л. не­за­ме­ни­мым ис­точ­ни­ком мощ­ных све­то­вых по­то­ков, соз­да­вае­мых мо­но­лит­ны­ми ли­ней­ка­ми, мат­ри­ца­ми и све­то­во­да­ми с боль­шим ко­ли­че­ст­вом ин­тег­ри­ро­ван­ных И. л. Та­кие сис­те­мы по­зво­ля­ют по­лу­чать не­пре­рыв­ную мощ­ность из­лу­че­ния до 20 кВт, что ис­поль­зу­ет­ся в ма­ши­но­строе­нии, в тех­но­ло­гии об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов (свар­ке, рез­ке, за­кал­ке ме­тал­лов), в во­ен. тех­ни­ке. И. л. – наи­бо­лее эф­фек­тив­ные ис­точ­ни­ки на­кач­ки твер­до­тель­ных ла­зе­ров.