{HEAD}



К началу



 

Электронное и оптическое ограничение

Гетеролазеры с раздельным электронным и оптическим ограничением: Для уменьшения рабочего тока ДГС лазера необходим уменьшать толщину активной области d. Однако при d Xjn этому препятствует увеличение потере вызванных просачиванием света в низкоомные области эмиттеров, и уменьшение коэффициента удержания света £. Чтобы уменьшить оба этих эффекта, необходимо разделит области электронного и оптического ограничения, помести п сверхтонкий активный слой толщиной d X внутрь более толстого слоя толщиной DmXjn.

Этот слой играет двоякую роль. Во-первых, он являет ся оптическим волноводом и осуществляет оптическое ограничение. Во-вторых, он служит своего рода резервуаром для неравновесных носителей, откуда они поступают в активную область толщиной d D. Учитывая, что при генерации врем жизни неравновесных носителей в активной области резко уменьшается за счет вынужденных переходов, последнее обстоятельство является достаточно важным.

Локализация носителей в слое D увеличивает вероятность их захвата в активную область. Расчеты проведены для Я = 1,55 мкм. Для успешной работы РОДГС лазера уменьшение £ при уменьшении d должно компенсироваться ростом показателя усиления в активном слое. Их применение дает целый ряд существенных преимуществ, связанных прежде всего с особенностями электронного спектра и функции плотности состояний.

Ступенчатый вид функции плотности состояний для двумерного электронного газа в квантовой яме уменьшает тепловое размытие в распределении носителей по энергии и облегчает достижения условий инверсии. Коэффициент усиления в максимуме возрастает, а температурная зависимость пороговой плотности тока ослабевает. В еще большей мере это проявляется для квантовых точек, где электронный спектр и функция плотности состояний имеют атомно-подводный вид.

Если расстояние между дискретными уровнями размерного квантования в квантовых точках меньше, то температура вообще не должна влиять на пороговую плотность тока накачки (при условии, что с увеличением температуры не уменьшается квантовый выход люминесценции). Таким образом, применение квантово размерных структур в активной области РО ДГС лазеров позволяет: уменьшить пороговую плотность тока накачки; ослабить температурные зависимости; увеличить коэффициент усиления с единицы длины активной области; улучшить спектральные характеристики.

Все это приводит к тому, что рабочие характеристики РО ДГС лазеров с активной областью в виде одной или нескольких квантовых ям превосходят характеристики обычных ДГС лазеров. В частности, пороговая плотность тока накачки при комнатной температуре снижается до значений 100...300 А см2, уменьшаясь почти на порядок по сравнению с ДГС лазерами. По ряду причин в активной области гетеро лазеров иногда целесообразно использовать квантово размерные слои с внутренними напряжениями сжатия или растяжения.
Первоисточник

Атомы и ионы

Атом, как известно, состоит из различных мельчайших частиц: электронов, имеющих наименьший, известный в природе отрицательный заряд и массу, в 1 837 раз меньшую массы водородного атома; протонов, имеющих положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона, и массу, почти равную массе атома водорода; нейтронов, не имеющих электрического заряда, но имеющих массу, почти равную массе иротона.

Эти элементарные частицы входят в состав всех атомов, но в различном количестве, что и обуславливает отличие атомов друг от друга. Согласно теории проф. Д. Д. Иваненко ядро атома состоит из протонов и нейтронов, общее число которых определяет атомный вес А элемента. Порядковый номер Z элемента в системе Менделеева равен числу протонов в ядре данною элемента; тогда число нейтронов равно А Z.

Количество электронов, составляющих внешнюю электронную оболочку данного атома, равно числу протонов, входящих в состав ядра этого атома, т. е. равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. В целом атом любого элемента является электрически нейтральной системой, так как число протонов ядра, имеющих положительный заряд, равно числу электронов внешней оболочки, имеющих отрицательный заряд такой же величины.

Разрушить атомное ядро большинства элементов очень трудно, но электроны внешней оболочки довольно легко отрываются от атома под действием различных внешних сил. Этот процесс отрыва электрона от атома носит название ионизации, а сам атом, потерявший электрон, уже перестает быть нейтральным и превращается в положительный ион, положительный электрический заряд которого равен по абсолютной величине заряду потерянного электрона.

Благодаря этой способности электронов довольно легко отделяться от атомов они чаще других частиц находятся в свободном состоянии. Простейшим атомом является атом водорода Н, в составе которого имеется ядро из одного протона и электронная оболочка из одного электрона. Атом гелия Не состоит из ядра с двумя протонами и двумя нейтронами и электронной оболочки из двух электронов. Вообще, чем тяжелее атом, тем сложнее его структура.

Все частицы в атоме удерживаются действующими между ними силами, вследствие чего для разрушения атома, или даже только для раздвижения его частиц, обычно необходимо совершить работу, направленную против действия этих сил, т. е. увеличить энергию атома, которую мы будем называть его внутренней энергией. Электроны в твердых телах

Все, что выше говорилось о внешних электронах оболочки атомов, относилось к изолированным атомам, которые можно считать находящимися весьма далеко от всяких других частичек (атомов, ионов, электронов и макроскопических тел), как, например, можно почти всегда рассматривать атомы газа. Если же атомы начинают сближаться или остаются в этом состоянии длительное время, то внешние электроны каждого из атомов испытывают действие электрических сил от соседних частиц, в результате чего ослабляется связь этих электронов со своим атомом.
Читать далее

Теория электропроводности суспензии

Если осложняющим влиянием поверхностной проводимости можно пренебречь, задача расчета электропроводности дисперсной системы эквивалентна задачам о средней теплопроводности,

Диэлектрической проницаемости или магнитной восприимчивости дисперсной системы. Эта аналогия позволяет использовать экспериментальный материал, накопленный при изучении указанных выше подобных явлений, для проверки теоретических формул, в равной степени пригодных для описания всей совокупности явлений.

Применительно к случаю малой объемной доли дисперсной фазы эта задача достаточно строго решена еще Максвеллом, так что при таком ограничении можно сразу же привести формулы для F в случае эллипсоидальной формы частиц. Здесь, однако, будет дан иной вывод, так как он может быть обобщен на случай, осложненный влиянием поверхностной проводимости. Пусть в бесконечно протяженном однородном электролите с электропроводимостью К имеется плоскопараллельный слой монодисперсной суспензии с объемной долей р и пусть электрическое поле Е приложено перпендикулярно этому слою.

Обычно эту формулу записывают для диэлектрического инкремента Ае, причем К должно быть заменено на диэлектрическую проницаемость среды е, a d на дипольный момент, обусловленный диэлектрической поляризацией. В данном случае d это дипольный момент непроводящей частицы в проводящей среде, возникающий при прохождении тока, который создает объемные заряды противоположного знака на противоположных полу поверхностях частицы в слое толщиной, равной дебаевскому радиусу экранирования.

Существеннее для нас распределение знаков зарядов по полусферам создает на левой полусфере нормальную составляющую поля, направленную навстречу приложенному полю и замедляющую в стационарном режиме подвод на поверхность положительных ионов, на правой полусфере возникает поле отрицательного поляризационного заряда, предотвращающее подвод отрицательных ионов.

Теория электропроводности суспензии, осложненной поверхностной проводимостью частиц: Метод расчета электропроводности суспензии, развитый в предыдущем разделе, включает расчет макроскопического поляризационного потенциала и соответственно макроскопического поля в суспензии. Для учета влияния двойного слоя на макроскопическое поле в суспензии и учета этого эффекта в формуле, связывающей электропроводность суспензии с поверхностной проводимостью частиц, необходимо воспользоваться методом, описанным в предыдущем разделе.

При наличии у частиц двойного слоя общие положения этого метода, связывающая макроскопическое поле суспензии с дипольными моментами частиц, и формула, связывающая проводимость суспензии с макроскопическим полем) сохраняются. Учет удельной поверхностной проводимости частицы необходим лишь при выводе формулы для дипольного момента частицы аналога. При этом условии единственная нестрогость вывода формулы состоит в приписывании поверхностному току идентичного фактора F.
Дальше...