СФЕРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР ОБЩЕГО ВИДА
Часто используют также резонаторы, состоящие из двух сферических зеркал с одинаковыми радиусами кривизны Я и расположенные на таком расстоянии Ь друг от друга, что Я < Ь < 2Н (т. …
КОНФОКАЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР
Рис. 5.2 Конфокальный резонатор Конфокальный резонатор состоит из двух сферических зеркал с одинаковыми радиусами кривизны #, которые расположены на расстоянии Ь друг от друга таким образом, что фокусы зеркал 2^ …
КОНЦЕНТРИЧЕСКИЙ (СФЕРИЧЕСКИЙ) РЕЗОНАТОР
Концентрический резонатор состоит из двух сферических зеркал, имеющих одинаковые радиусы кривизны Я и расположенных на расстоянии Ь друг от друга таким образом, что центры кривизны зеркал Сх и С2 совпадают, …
ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР (ИЛИ РЕЗОНАТОР ФАБРИ-ПЕРО)
Плоскопараллельный резонатор {резонатор Фабри-Перо) состоит из двух плоских зеркал, расположенных параллельно друг другу. В первом приближении моды такого резонатора можно представить в виде суперпозиции двух плоских электромагнитных волн, распространяющихся в …
ПАССИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ РЕЗОНАТОРЫ
лава 5 посвящена теории пассивных оптических резонаторов, т. е. таких, которые не содержат внутри себя активную среду. Наиболее широко распространенные резонаторы лазеров имеют либо плоские, либо сферические зеркала прямоугольной (или, …
МОДЫ ВЫСОКИХ ПОРЯДКОВ
Вернемся теперь к задаче, рассмотренной в разделе 4.7.1, и зададимся вопросом, существуют ли другие собственные решения уравнения (4.6.8) для свободного пространства, или (4.6.9) для обобщенной оптической системы. Ответ снова будет …
ГАУССОВЫ ПУЧКИ И ЗАКОН АВСИ
Распространение гауссова пучка через некоторую среду, которая характеризуется АВС£>-матрицей, описывается соотношением (4.7.3) [8]. При заданной АВС2)-матрице результат зависит только от комплексных параметров ид пучков соответственно на входе и на выходе, …
РАСПРОСТРАНЕНИЕ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Рассмотрим распространение гауссова пучка вида (4.7.1) вдоль положительного направления оси г при отсутствии какой бы то ни было ограничивающей апертуры в направлении х или у (т. е. в свободном пространстве). …
МОДА НИЗШЕГО ПОРЯДКА
Рассмотрим некоторую обобщенную оптическую систему, характеризуемую соответствующей ABCD-матрицей (см. рис. 4.14). Зададимся вопросом, существует ли такое решение уравнения (4.6.9), которое сохраняет свой функциональный вид по мере распространения волны в пространстве? …
ГАУССОВЫ ПУЧКИ
Рассмотрим теперь очень важный класс решений волнового уравнения для напряженности электрического поля, обычно называемый гауссовыми пучками. Свойства этих пучков, в приближении параксиальных волн, могут быть выявлены с помощью либо волнового …
ДИФРАКЦИОННАЯ ОПТИКА В ПАРАКСИАЛЬНОМ ПРИБЛИЖЕНИИ
Рассмотрим монохроматическую волну в так называемом скалярном приближении, когда электромагнитные поля считаются поляризованными (например, линейно или циркулярно) однородно по пространству [6]. Напряженность электрического поля волны может быть тогда описана скалярной …
СВОЙСТВА ИНТЕРФЕРОМЕТРА ФАБРИ-ПЕРО
Интерферометр Фабри-Перо состоит из двух плоских или сферических зеркал с коэффициентами отражения и #2, расположенных на расстоянии Ь в среде с показателем преломления пг. Хотя для наилучшей работы в интерферометрах …
ИНТЕРФЕРОМЕТР ФАБРИ—ПЕРО
Рассмотрим теперь второй пример многолучевой интерференции — случай интерферометра Фабри-Перо [5]. Этот интерферометр, являющийся широко распространенным спектроскопическим инструментом с момента своего создания в 1899 г., играет очень важную роль в …
МНОГОСЛОЙНЫЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ
Поверхности зеркал, используемых в качестве высокоотражающих ла - зерных зеркал или расщепителей пучков, обычно изготавливают методом осаждения, или напыления, многослойных диэлектрических покрытий на плоскую или искривленную оптическую поверхность материала подложки, …
ОТРАЖЕНИЕ И ПРОПУСКАНИЕ ВОЛН НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДИЭЛЕКТРИКОВ
Рассмотрим волну, падающую на плоскую границу раздела двух диэлектрических сред с показателями преломления пх и п2 [2]. Если волна первоначально находится в среде с показателем преломления п1 и падает по …
МАТРИЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ
Рассмотрим луч света, пропускаемый или отражаемый оптическим элементом, действие которого обратимо по отношению к входящему и выходящему пучкам и не зависит от поляризации света (например, линза или зеркало) [1]. Обозначим …
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛУЧЕЙ И ВОЛН В ОПТИЧЕСКИХ СРЕДАХ
Перед тем как приступить к подробному описанию оптических резонаторов, которое будет темой главы 5, рассмотрим в данной главе некоторые вопросы геометрической и волновой оптики, которые обычно не входят в базовые …
КВАНТОВЫЕ НИТИ И КВАНТОВЫЕ ТОЧКИ
Из раздела 3.3 видно, что улучшение оптических характеристик, получаемое при переходе от объемного полупроводника к соответствующим полупроводниковым гетероструктурам с КЯ, связано в основном с проявлением квантового ограничения, обусловленного тем, что …
НАПРЯЖЕННЫЕ КВАНТОВЫЕ ЯМЫ
В случае КЯ в ОаА8/А10 2Оа0)8А8 постоянные решетки ОаАв и А^^Оао^Ав (все соединения групп Ш-У обладают кубической симметрией) совпадают с точностью выше, чем 0,1%. Аналогичная ситуация имеет место и для …
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОГЛОЩЕНИЯ И УСИЛЕНИЯ
Для того чтобы рассчитать поглощение с учетом закона сохранения к±, необходимо вначале ввести объединенную поверхностную плотность переходов, или состояний, р2В так, что р2Л(Иг± дает отнесенное к площади поперечного сечения КЯ …
ВЫНУЖДЕННЫЕ ПЕРЕХОДЫ: ПРАВИЛА ОТБОРА
Рассмотрим вынужденный переход (поглощение или вынужденное излучение) между двумя данными состояниями 1 и 2, находящимися соответственно в валентной подзоне и подзоне проводимости. В дипольном приближении вероятность соответствующего перехода вновь пропорциональна …
ЗАПОЛНЕНИЕ СОСТОЯНИЙ ПРИ ТЕПЛОВОМ РАВНОВЕСИИ
Рассмотрим вначале случай полного теплового равновесия. Вероятность заполнения состояния с данной энергией Е' (см. рис. 3.236) либо в подзоне проводимости, либо в валентной подзоне, сова определяется статистикой Фер* ми-Дирака, в …
ПЛОТНОСТЬ СОСТОЯНИЙ
Обратимся к рис. 3.24, где разрешенные состояния, определяемые соотношением (3.3.2), обозначены точками в плоскости (кх, ку) (ср. с рис. 2.2). Видно, что показаны только те состояния, которые относятся к уровню …
ЭЛЕКТРОННЫЕ СОСТОЯНИЯ
Для того чтобы рассчитать энергии электронов и дырок в квантовых потенциальных ямах, изображенных на рис. 3.216, необходимо знать, как разница ширин запрещенных зон AEg = Eg2 - Egl распределена между …
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КВАНТОВЫЕ ЯМЫ
В полупроводниковых квантовых ямах (КЯ, англ. quantum well — QW) очень тонкий слой одного соединения (Lz = 5—20 нм) с меньшей шириной запрещенной ЗОНЫ Egl помещен между двумя слоями другого …
СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ ПЕРЕХОДЫ
Рассмотрим вначале процессы спонтанного излучения и определим спектральную плотность скорости переходов 11у так, что #ус/у представляет собой число спонтанных излучательных переходов в единице объема за единицу времени, при которых свет …
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОГЛОЩЕНИЯ И УСИЛЕНИЯ
Рассмотрим вначале два энергетических состояния в зоне проводимости и валентной зоне с энергиями соответственно Е2 и Е{, разность которых равна Е = hv09 где v0 — частота перехода. При выполнении …
ВЫНУЖДЕННЫЕ ПЕРЕХОДЫ: ПРАВИЛА ОТБОРА
Рассмотрим взаимодействие монохроматической электромагнитной волны частоты V с объемным полупроводником. Так же, как и в случае атомарной системы, гамильтониан взаимодействия, в дипольном приближении, можно записать в виде[21] (см. (2.4.2)): Н' …
ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ ВНУТРИ КАЖДОЙ ИЗ ЗОН
Предположим теперь, что электроны возбуждаются (инжектируются) из валентной зоны в зону проводимости за счет какого-либо механизма накачки. Внутризоннная релаксация (с характерной постоянной времени т, которая определяется столкновениями электронов с фононами …
ПОЛНОЕ ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ
Предположим вначале, что полупроводник находится в полном тепловом равновесии. Поскольку электроны являются фермионами, т. е. подчиняются принципу запрета Паули, то они должны описываться статистикой Ферми-Дирака, а не статистикой Больцмана. При …
ЗАПОЛНЕНИЕ СОСТОЯНИЙ ПРИ ТЕПЛОВОМ РАВНОВЕСИИ
Рассмотрим два случая: полного теплового равновесия между двумя зонами и теплового равновесия, существующего только внутри каждой из зон.
ПЛОТНОСТЬ СОСТОЯНИЙ
Следуя подходу к определению числа мод полости, примененному в разделе 2.2.1, найдем число состояний электронов р(к), величина/? для которых находится в интервале отО до к. Возвращаясь к рис. 2.2 и …
ЭЛЕКТРОННЫЕ СОСТОЯНИЯ
(3.2.1) Внешние электроны атомов полупроводниковых материалов делокали - зованы по всему кристаллу, а соответствующие волновые функции могут быть записаны в виде волновых функций Блоха [4]: I|/(r) = wfc(r)[expy‘(k • г)], …
ОБЪЕМНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ
В данном разделе обсуждаются вопросы взаимодействия излучения с веществом в объемных полупроводниках (англ. bulk semiconductors), т. е. таких, физические размеры которых намного больше длин волн де Бройля электронов, принимающих участие …
ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ И БЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ ПЕРЕХОДЫ
Рассмотрим спонтанное излучение, предположив вначале, что молекула находится на некотором верхнем колебательном уровне возбужденного электронного состояния (см. рис. 3.6). Часто оказывается, что молекула может быстро перейти с этого уровня на …
