Unghiul de divergență al fasciculului laser.
Focalizarea precisă a fasciculului laser este de obicei accentuată. În același timp ratat
din punctul de vedere că unghiul mic de divergență nu este o proprietate inerentă a radiației generate. În generarea multimodelor, unghiul solid în care se propagă radiația poate fi destul de mare. Laserele cu rezonator quadrilateral generează în aproape toate direcțiile. De regulă, numai un regim de generare cu un singur mod sau un set de moduri axiale este caracterizat printr-un unghi de divergență mic. Din păcate, o astfel de proprietate valoroasă este absentă la laserele de injecție, chiar și în cazul unui laser cu un singur mod. Acest lucru se datorează dimensiunii reduse a stratului activ.
Limita inferioară a unghiului de divergență este un unghi de difracție, care este cauzată de natura de undă a luminii și nu depinde de sursa de radiație. De exemplu, când difracția undei plane la gaura rotundă a diametrului (difracție Fraunhofer) primul inel corespunzând la minim și limitarea fasciculului de radiație satisface centrale [156]
unde unghiul la care raza primului inel este vizibilă din gaură. Pentru valori mici, unghiul de divergență al razei centrale (la jumătatea intensității) este aproximativ egal cu radrad (1 radrad). (22.18)
Pentru un laser tub gaz heliu-neon și diametrul interior al (22,18) este aproximativ același unghi mic de divergență de difracție se caracterizează printr-un laser cu rubin. Cu toate acestea, în cazul în care un laser cu gaz, mediul activ, care are un grad ridicat de omogenitate optică, unghiul real divergență a fasciculului este apropiat de unghiul de difracție de divergență, atunci o divergență cu laser cu rubin de radiațiile generate este mult mai mare în lasere solide și lichide nu este ușor de difracție este determinată de lățimea razei laser, și neomogenitățile optice ale mediului activ, care apar în principal în procesul de pompare și generare (lentile termice etc.).
Lăzile de injecție au o situație opusă: principalul motiv pentru divergența mare a radiației generate este difracția acesteia la părăsirea stratului activ. Pentru lungimea de undă a radiației unei diode laser bazată pe
Fig. 119. Distribuția prin radiație a unui laser GaAs injectabil în planul de tranziție pentru generarea unidimensională (a) și a multimodului (b) [655] GaAs și μm
de la (22.17), respectiv. Neomogenitățile stratului activ conduc la o extindere suplimentară a fasciculului, dar în ansamblu joacă un rol secundar în comparație cu difracția luminii.
Lățimea stratului activ al diodei laser este de obicei zeci sau sute de microni, însă unghiul de difracție, în planul de joncțiune una până la două ordine de mărime mai mică decât planul B perpendicular, care va fi specific pentru planul de joncțiune este orizontală, iar planul B - vertical. Experimentele arată [655] că o înaltă calitate diode laser care funcționează în singură divergență fasciculului modul în planul joncțiunii de ordine (fig. 119a). În generarea multimodelor, firește, fasciculul devine larg și în acest plan. În planul vertical, unghiul de divergență este de 10 ° sau mai mult (figura 120, a). În unele diode de emisie indicatrix un plan înclinat față de planul spre tipul de joncțiune (Fig. 120, b). Acest lucru se datorează asimetria waveguide care este format în dioda cu laser: regiune de tip pasiv are un coeficient mai mic de absorbție a radiației generate decât un domeniu.
investigații teoretice și experimentale ale imaginii aproape și departe câmpului de radiație heterojunction arată că, cu o precizie rezonabilă stratul activ poate fi modelat waveguide metalic plat umplut cu un dielectric, iar distribuția unghiulară a radiației în plan vertical ca și cea a gomolazerov,
este determinată de difracția undei ghidului de undă la capătul deschis al ghidului de undă [656]. Deoarece este necesar să se reducă curentul de prag în heterolaserii dacă este necesar să se facă o grosime mică a stratului activ, acest lucru duce în mod inevitabil la un unghi mare de divergență a fasciculului laser [657-659]. Unele detalii despre această problemă au fost luate în considerare în [660].
Injectiile cu laser sunt aproape de dimensiuni pentru a indica surse de radiatie. Prin urmare, cu ajutorul sistemelor optice, este posibilă scăderea bruscă a unghiului de divergență a fasciculului laser sau focalizarea acestuia pe o suprafață mică.
Fig. 120. (a se vedea scanarea) Indicatoarele simetrice (a) și asimetrice (b) ale radiației laserului GaAs injectat într-un plan perpendicular pe planul de tranziție