Особенности излучения лазерных диодов в различных температурных интервалах

В литературе практически отсутствуют сведения об изменении характеристик спектра излучения промышленных полупроводниковых лазерных диодов в широком интервале температур, в том числе при криогенных температурах. Тем не менее данная информация является определяющей при выборе конкретных лазерных диодов для промышленных устройств. Проведено экспериментальное исследование особенностей спектров излучения лазерных полупроводниковых диодов, изготовленных на основе твердого четверного раствора AlGaInP в области температур 50–300 К. Спектр излучения исследовался при помощи монохроматора МДР-23 с установленным CCD-детектором. Исследование показало, что температура эксплуатации лазерного диода определяет характер спектра излучения, в частности происходит преобладание вынужденного или индуцированного излучения, в том числе изменяется диапазон длин волн излучения. Полагается, что в диапазоне температур от 50 до 300 К в объеме материала лазерного диода реализуются процессы, в результате которых изменяется значение ширины запрещенной зоны, уменьшающейся примерно на 4,2–4,5 % от величины, соответствующей температуре 50 К. Расчет значения температурного коэффициента изменения ширины запрещенной зоны β показал, что в температурном интервале от 50 до 300 К значение β изменяется по абсолютной величине в 2–3 раза. В работе предложен новый экспериментальный метод определения энергий ионизации экситонных уровней, который имеет практическое применение для контроля электрофизических параметров полупроводниковых материалов, применяемых при изготовлении промышленных полупроводниковых лазеров. Достоинством предложенного метода является возможность получить качественную и количественную информацию об экситонном спектре материала лазерного диода непосредственно в области p–n перехода, в которой формируется лазерное излучение.