A lézersugár divergenciája szöge
A lézersugár divergenciája.
A lézersugár éles fókuszát általában hangsúlyozzák. Ugyanakkor hiányzott
azon a nézeten, hogy az eltérés kis szöge nem a létrehozott sugárzás inherens tulajdonsága. A multimodális generációban a sugárzás szögletes terjedelme meglehetősen nagy lehet. A négyoldalas rezonátorral rendelkező lézerek szinte minden irányban keletkeznek. Rendszerint csak egy módú generációs rendszert vagy axiális üzemmódok halmazát kis divergens szög jellemzi. Sajnálatos módon ilyen értékes tulajdonság hiányzik az injektálási lézerekben még egy módú lazítás esetén is. Ez az aktív réteg kis méretének köszönhető.
Az eltérési szög alsó határszöge a diffrakciós szög, amely a fény hullám jellegének tulajdonítható, és nem függ a sugárforrástól. Például ha egy síkhullám diffrakciója egy kör alakú átmérőjű lyukon (Fraunhofer diffrakció), akkor a sugárzási minimumnak megfelelő és a központi sugárhoz kötött első gyűrű megfelel a [156]
ahol a szög, amelynél az első gyűrű sugara látható a lyukból. Kis értékek esetén a központi sugar (fele intenzitásának) divergenciaszöge megközelítőleg egyenlő (1 radrad) radradnal. (22.18)
A hélium-neon gáz lézer cső és a belső átmérője (22.18) megközelítőleg azonos kisszögű diffrakció divergencia jellemzi rubinlézer. Azonban, ha egy gázt lézer, az aktív közeg, amely nagy fokú optikai homogenitást, az igazi széttartási szög a sugár közel van a diffrakciós szög divergencia, majd egy rubinlézer divergencia az előállított sugárzásnak sokkal nagyobb a szilárd és folyékony lézerek nem diffrakciós fény szélessége határozza meg a lézersugár, és abberation optikai közeg, főként során felmerülő szivattyúzás és generáló (termikus lencse és m. o.).
Az injekciós lézerek ellentétes helyzetben vannak: a keletkező sugárzás nagy divergenciájának fő oka a diffrakció, amikor elhagyja az aktív réteget. A lézerdióda sugárzás hullámhossza alapján
Ábra. 119. Az injektálási GaAs lézerek sugárzási eloszlása az egymódú (a) és multimódusos (b) [655] GaAs és μm átmeneti síkban
a (22.17) pontból következik. Az aktív réteg inhomogenitása további gerjesztéshez vezet, de összességében másodlagos szerepet játszik a fény diffrakciójához képest.
Szélessége az aktív réteg a lézerdióda jellemzően több tíz vagy több száz mikron, azonban diffrakciós szögnél a csatlakozási sík egy-két nagyságrenddel kisebb, mint a B sík merőleges, hogy specifikus lesz csatlakozási sík vízszintes és a gép B - függőlegesen. Kísérletek azt mutatják, [655], hogy a magas minőségű lézer diódák működő egymódusú sugárdivergencia a csatlakozási sík rend (ábra. 119a). A multimodális generációban természetesen a sugár ezen a síkon is széles lesz. A függőleges síkban a divergens szög 10 ° vagy több (120. ábra, a). Egyes diódák kibocsátási mutatószám szöget bezáró síkban a sík felé a csomópont-típusú (ábra. 120, b). Ez annak köszönhető, hogy az aszimmetria a hullámvezető, amely képződik a lézerdióda: passzív-típusú régió egy kisebb abszorpciós együttható az előállított sugárzásnak, mint egy domain.
Elméleti és kísérleti vizsgálatok a kép közeli és távoli területen sugárzás heterojunction mutatják, hogy elfogadható pontossággal az aktív réteg lehet modellezni lapos fém hullámvezető töltve dielektromos, és szögeloszlásának a sugárzás a függőleges síkban, mint a gomolazerov,
a hullámvezető hullám diffrakciója a hullámvezető nyílt végében [656]. Mivel szükség van arra, hogy csökkentsük a küszöbáramot heterolaserekben, ha szükséges az aktív réteg kis vastagsága, ez elkerülhetetlenül nagy lézersugárszöghez vezet [657-659]. Ennek a problémának néhány részletét [660] tekintették.
Az injekciós lézerek mérete közel van a sugárforrások sugaraival. Ezért az optikai rendszerek segítségével élesen csökkenthetjük a lézersugár divergenciájának szögét, vagy kis területre fókuszálhatjuk.
Ábra. 120. (lásd a vizsgálatot) A GaAs lézer injekciós sugárzásának sugárzásának szimmetrikus (a) és aszimmetrikus (b) jelzései az átmeneti síkra merőleges síkban