Измеряя мощность, напряжение и силу тока полупроводникового лазера, учащиеся могут изучить рабочие характеристики полупроводникового лазера при непрерывной генерации. Оптический многоканальный анализатор используется для наблюдения за флуоресцентным излучением полупроводникового лазера при токе инжекции ниже порогового значения и за изменением спектральной линии при генерации лазера при токе выше порогового значения.

Описание

Лазер обычно состоит из трех частей
(1) Рабочая среда лазера
Для создания лазера необходимо выбрать подходящую рабочую среду, которой может быть газ, жидкость, твердое тело или полупроводник. В такой среде может происходить инверсия населенности, что является необходимым условием для создания лазера. Очевидно, что наличие метастабильного энергетического уровня очень благоприятно для реализации инверсии населенности. В настоящее время существует около 1000 видов рабочих сред, которые могут генерировать лазерное излучение в широком диапазоне длин волн — от вакуумного ультрафиолетового до дальнего инфракрасного.
(2) Стимулирующий источник
Чтобы в рабочей среде возникла инверсия числа частиц, необходимо использовать определенные методы возбуждения атомной системы для увеличения числа частиц на верхнем уровне. В общем, газовый разряд может быть использован для возбуждения атомов диэлектрика электронами с кинетической энергией, что называется электрическим возбуждением; импульсный источник света также может быть использован для облучения рабочей среды, что называется оптическим возбуждением; тепловое возбуждение, химическое возбуждение и т.д. Различные методы возбуждения визуализируются как накачка или pump. Чтобы получать непрерывную мощность лазера, необходимо непрерывно накачивать, чтобы количество частиц на верхнем уровне было больше, чем на нижнем.
(3) Резонатор
При наличии подходящего рабочего материала и источника возбуждения можно добиться инверсии числа частиц, но интенсивность вынужденного излучения очень мала, поэтому такой метод неприменим на практике. Поэтому люди придумали использовать оптический резонатор для усиления света. Так называемый оптический резонатор на самом деле представляет собой два зеркала с высокой отражающей способностью, установленных друг напротив друга по обеим сторонам лазера. Одно из них отражает почти весь свет, а другое отражает большую его часть и немного пропускает, так что лазер может излучать свет через зеркало. Свет, отраженный обратно в рабочую среду, продолжает вызывать новое стимулированное излучение, и свет усиливается. Таким образом, свет в резонаторе колеблется взад-вперед, вызывая цепную реакцию, которая усиливается подобно лавине, создавая мощный лазерный луч на одном конце зеркала с частичным отражением.

Эксперименты

1. Определение выходной мощности полупроводникового лазера

2. Измерение угла расходимости полупроводникового лазера

3. Измерение степени поляризации полупроводникового лазера

4. Спектральная характеристика полупроводникового лазера

Технические характеристики