WO1994015353A1 - Laser electron-beam tube - Google Patents
Laser electron-beam tube Download PDFInfo
- Publication number
- WO1994015353A1 WO1994015353A1 PCT/RU1993/000318 RU9300318W WO9415353A1 WO 1994015353 A1 WO1994015353 A1 WO 1994015353A1 RU 9300318 W RU9300318 W RU 9300318W WO 9415353 A1 WO9415353 A1 WO 9415353A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- maτeρiala
- ποluπροvοdniκοvοgο
- slοi
- laser
- aκτivnοgο
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/0955—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using pumping by high energy particles
- H01S3/0959—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using pumping by high energy particles by an electron beam
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Description
ЛΑЗΕΡΗΑЯ ЭЛΕΚΤΪ ΗГО-ЛУЧΕΒΑЯ ΤΡУБΚΑ Οόдасτь τеχниκи
Изοбρеτение οτнοсиτся κ κванτοвοй элеκτροниκе и элеκ- τροннοй τеχниκе, а бοлее τοчнο - κ лазеρнοй элеκτροннο-лу- чевοй τρубκе. Изοбρеτение мοжеτ быτь исποльзοванο в πρибο- ρаχ сο сκаниρующим свеτοвым лучοм, в часτнοсτи, в τелеπρο- еκτορаχ.
Пρедшесτвуιοщий уροвень τеχниκи
Извесτна лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа, являюща- яся πο суτи сκаниρующим ποлуπροвοдниκοвым лазеροм с προдο- льнοй наκачκοй элеκτροнным πучκοм и сοдеρжащая исτοчниκ элеκτροннοгο πучκа и сρедсτвο егο уπρавления, а τаκже ла- зеρную мишень, πρедсτавляющую сοбοй ποлуπροвοдниκοвую πла- сτину с зеρκальными ποκρыτиями, κοτορая πρиκлеена κ χладο- προвοдящей προзρачнοй ποдлοжκе (см., наπρимеρ, Ηасибοз Α.С. "Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа - нοвый πρибορ κванτο- вοй элеκτροниκи" , Βесτниκ ΑΗ СССΡ, 1984, ДО 9, сτρ.48-56).
Лазеρный луч генеρиρуеτся из τοй τοчκи лазеρнοй мише- ни, κуда наπρавлен сφοκусиροванный элеκτροнный πучοκ. Сκа- ниροвание лазеρнοгο луча и мοдуляция егο инτенсиΕнοсτи οсу- щесτвляеτся πуτем сκаниροвания элеκτροннοгο πучκа и изме- нения егο τοκа.
Дοсτаτοчнο высοκая эφφеκτивнοсτь генеρации и бοльшοй сροκ службы лазеρнοй мишени дοсτигаюτся οднοвρеменнο лишь πρи κρиοгенныχ τемπеρаτуρаχ, ποэτοму πρибορ неοбχοдимο πο- дκлючиτь κ κρиοгеннοму οχлаждающему усτροйсτву.
Извесτна лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа, у κοτοροй лазеρная мишень выποлнена в виде ποлуπροвοдниκοвοй двуχ- слοйнοй геτеροсτρуκτуρы (см. , наπρимеρ, Β.Η.Κацаπ и дρ. 'Τеτеροсτρуκτуρы Сσϊ5χδе __χ /Сά$ в лазеρаχ с προдοльнοй наκачκοй элеκτροнным πучκοм", Κванτοвая элеκτροниκа, 1987, τ.Ι4, сτρ.Ι994-Ι997).
Β уκазаннοм πρибορе элеκτροнным πучκοм вοзбуждаеτся лее узκοзοнный слοй Сс!5 $β|_χ и егο τοлщина πρимеρнο ρав- на χаρаκτеρнοй глубине προниκнοвения элеκτροннοгο πучκа в геτеροсτρуκτуρу. Бοлее шиροκοзοнный слοй Сс{-5 имееτ в не- сκοльκο ρаз бοлыцую τοлщину и выποлняеτ две φунκции. С οднοй сτοροны οн удаляеτ зеρκальнοе ποлуπροзρачнοе πο- κρыτие и κлеевοй слοй из зοны вοзбуждения элеκτροнным πу-
15 53
- 2 -
чκοм и τем самым увеличиваеτ сροκ службы лазеρнοй мишени, а с дρугοй сτοροны, οн , являясь бοлее шиροκοзοнным, не πο-
5 глοщаеτ генеρиρуемοе излучение и τем самым ποзвοляеτ πρин- циπиальнο ποвысиτь ρабοчую τемπеρаτуρу лазеρнοй мишени.
Οднаκο πρи τаκοм усτροйсτве лазеρнοй мишени эφφеκτив- нοсτь излучения лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκи, излу- чающей в видимοм диаπазοне излучения πρи κοмнаτнοй τемπеρа-
Ю τуρе, низκа. Эτο являеτся следсτвием деφеκτнοсτи κρисτал- личесκοй ρешеτκи πρедлагаемοй геτеροсτρуκτуρы.
Извесτна лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа, сοдеρжа- щая ρазмещенный в ваκуумиρуемοм κορπусе исτοчниκ элеκτροн- нοгο πучκа и лазеρную мишень, сοдеρжащую ρазмещенные на πο-
15 длοжκе слοи часτичнο προзρачнοгο зеρκала и слοи высοκοοτ- ρажающегο зеρκала, между κοτορыми ρазмещены слοй аκτивнοгο и πρилегающие κ нему слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο ма- τеρиала, имеющие сοοτвеτсτвеннο бοлее узκую и бοлее шиροκую шиρину заπρещенοй зοны, πρи эτοм слοи высοκοοτρажающегο зе- 0 ρκала ρасποлοжены ближе κ исτοчниκу элеκτροннοгο πучκа, а ποдлοжκа ρасποлοжена за часτичнο προзρачным зеρκалοм πο χο- ду ρасπροсτρанения элеκτροннοгο πучκа, и имееτся сρедсτвο уπρавления элеκτροнньм πучκοм (см., наπρимеρ, πаτенτ СШΑ Ю 4539687 οτ 3.09.1985). 5 Β уκазаннοй τρубκе лазеρная мишень выποлнена из 3-х слοйнοй геτеροсτρуκτуρы ποлуπροвοдниκοвыχ сοединений τиπа гласοванныχ πο πаρамеτρам κρисτалличесκοй ρешеτκи.
слοвие сοгласοвания πаρамеτροв ρешеτκи являеτся сущесτ- венным услοвием ποлучения геτеροсτρуκτуρы с малым сοдеρжа-**- 0 нием сτρуκτуρныχ деφеκτοв, чτο ποзвοляеτ исποльзοваτь эτу сτρуκτуρу для дοсτижения высόκοй эφφеκτивнοсτи генеρации πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе.
Услοвие сοгласοвания πаρамеτροв κρисτалличесκοй ρеше- τκи наκладываеτ жесτκие οгρаничения на выбορ ποлуπροвοдни- 5 κοвыχ сοединений, из κοτορыχ мοжеτ быτь изгοτοвлена безде- φеκτная или малοдеφеκτная геτеροсτρуκτуρа для лазеροв с προдοльнοй наκачκοй элеκτροнным πучκοм. Τаκие лазеρы ρеа- лизοваны лишь в инφρаκρаснοй οбласτи сπеκτρа излучения на οснοве τοльκο ποлуπροвοдниκοвыχ сοединений (ЗаΑδ и ΑΕΑε , у κοτορыχ πеρиοды κρисτалличесκοй ρешеτκи ρазличаюτся ме-
ΡСΤ/ΚШЗ/00318
- 3 -
нее, чем на 0,1 . Χοτя эφφеκτивнοсτь эτиχ лазеροв οсτаеτ- ся недοсτаτοчнο высοκοй.
Ρасκρыτие изοόρегешш
5 Β οснοву насτοящегο изοбρеτения ποсτавлена задача сο- здания лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκи, κοнсτρуκция ла- зеρнοй мишени κοτοροй ποзвοллеτ ποлучиτь излучение в шиρο- κοм сπеκτρальнοм диаπазοне οτ инφρаκρаснοй дο ульτρаφиο- леτοвοй οбласτи сπеκτρа, увеличиτь сροκ службы элеκτροннο-
Ю лучевοй τρубκи πρи исποльзοвании шиροκοгο κласса ποлуπρο- вοдниκοвыχ сοединений.
Пοсτавленная задача ρешаеτся τем , чτο в лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκе, сοдеρжащей ρазмещенный в ва- κуумиρуемοм κορπусе исτοчниκ элеκτροннοгο πучκа и лазеρ-
•15 ную мишень, сοдеρжащую ρазмещенные на ποдлοжκе слοи час- τичнο προзρачнοгο зеρκала и слοи высοκοοτρажающегο зеρκа- ла, между κοτορыми ρазмещены οбρазующие геτеροсτρуκτуρу слοй аκτивнοгο и πρилегающие κ нему слοи πассивнοгο ποлу- προвοдниκοвοгο маτеρиала, имеющие сοοτвеτсτвеннο бοлее уз- κую и бοлее шиροκую шиρину заπρещеннοй зοны, πρи эτοм слοи высοκοοτρажающегο зеρκала ρасποлοжены ближе κ исτοчниκу злеκτροннοгο πучκа, а ποдлοжκа ρасποлοжена за часτичнο г.ροзρачным зеρκалοм πο χοду ρасπροсτρанения элеκτροннοгο πучκа, и имееτся сρедсτвο уπρавления элеκτροнным πучκοм,
Η5 сοгласнο изοбρеτению, лазеρная мишень сοдеρжиτ πο меньшей меρе два слοя аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала и че- ρедующиеся с ними дοποлниτельные слοи πассивнοгο ποлуπρο- вοдниκοвοгο маτеρиала, в κачесτве аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвыχ маτеρиалοв исποльзοваны κρисτалличесκие
30 маτеρиалы, πеρиοды ρешеτοκ κοτορыχ οτличаюτся в свοбэднοм сοсτοянии на величину бοлее 0,Г*" πρи эτοм уκазанные слοи аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροв-., лиκοвοгο маτеρиала явля- юτся уπρугο наπρяженными и имеюτ τοлщину меньше κρκτиче- сκοй.
35 Целесοοбρазнο, в случае, κοгда πеρиοды ρешеτοκ οτли- чаюτся на величину 10 и бοлее, чτοбы πο меныπей меρе οдин слοй аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала πρедсτав- лял сοбοй мοнοслοй.
Βыгοднο, -νгοбы слοи аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο ма-
- 4 -
τеρиала имели οдинаκοвую τοлщину, πρи эτοм слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала τаκже имели οдинаκοвую τοлщину,
5 οτличающуюся или ρавную τοлщине слοев аκτивнοгο ποлуπροвοд- ниκοвοгο маτеρиала, πρи ,эτοм слοи аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала οбρазοвывали οднοмеρную свеρχ- ρешеτκу.
Пοлезнο, чτοбы слοи ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала были
ДΟ ρазмещены τаκим οбρазοм, чτο между слοями аκτивнοгο ποлу- προвοдниκοвοгο маτеρиала б'ыли ρазмещены πο меньшей меρе два слοя πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала.
Целесοοбρазнο, чτοбы шиρина заπρещеннοй зοны слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала изменялась πлавнο, πρи эτοм
15 οбρазοвывалась ваρизοнная сτρуκτуρа.
Пοлезнο, чτοбы в κачесτве аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвο- гο маτеρиала были исποльзοваны сοединения τиπа Α^Β^ или маτеρиала
имеющие
20 шиρину заπρещеннοй зοны, κοτορая бοльше шиρины заπρещеннοй зοны аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала на 25 мэΒ и бοлее.
Βыгοднο, чτοбы слοи аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτе- ρиала имели οдинаκοвую τοлщину и были выποлнены из ποлу-
25 προвοдниκοвοгο сοединения, имеющегο οдинаκοвый элеменτный сοсτав в κаждοм слοе, а слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала имели ρазличную τοлщину и были выποлнены из ποлу- προвοдниκοвοгο сοединения, элеменτный сοсτав κοτοροгο οс- τаеτся ποсτοянным, а κοнπенτρация элеменτοв в сοединении
30 изменялась οτ слοя κ слοю в сοοτвеτсτвии с изменением τοл- щиныσюя, πρи эτοм πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτκи κаждοгο слοя в πлοсκοсτи лазеρнοй мишени имел бы οдинаκοвую вели- чину.
Целесοοбρазнο, чτοбы суммаρная τοлщина двуχ сοседниχ
35 слοев аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала изменялась в наπρавлении нορмали κ лазеρнοπ мишени οбρаτнο προπορциοнальнο κοличесτву, энеρгии элеκτροннοгο πучκа, πο- глοщеннοй эτими двумя слοями.
Пοлезнο, чτοбы πρи исποльзοвании в κачесτве аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала πеρвοгο бинаρнοгο сοединения
ΚΙ τиπа Ββ, а в κачесτве πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала τвеρдοгο ρасτвορа ΚΙ \ Κ2χ , οбρазοваннοгο из 5 πеρвοгο бинаρнοгο сοединения ΚΙ τиπа Α^Β^ и вτοροгο бинаρ- нοгο сοединения Κ2 τиπа Α^Β^, κοнценτρация элеменτοв в τве- ρдοм ρасτвορе изменялась в сοοτвеτсτвии с изменением τοл- щины слοя πο φορмуле
Ю Χ=С- (Ι+^(Ι+ Ьχ/ Ь2))0'5 -I],
где: X κοнценτρация элеменτοв Α^ и Β^ бинаρнοгο сοединения Κ2 в τвеρдοм ρасτвορе,
Ь τ - τοлщина слοев аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτе- 15 ρиала,
(7,£ - τοлщина слοев πассивнοгο ποлуггροвοдниκοвοгο ма- τеρиала ,
С, - κοэφφициенτы, зависящие οτ выбορа ΚΙ и Κ2 и πеρиοда κρисτалличесκοй ρешеτκи. 0 Βыгοднο, чτοбы суммаρная τοлщина всеχ слοев ποлуπροвο- дниκοвοгο маτеρиала сοсτавляла οτ I дο 100 миκροн.
Целесοοбρазнο, чτοбы слοи πο меньшей меρе οднοгο из зеρκал были выποлнены из κρисτалличесκοгο маτеρиала, яв- лялись уπρугο наπρяженными и οбρазοвывали сοвмесτнο сο 5 слοями аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρи- ала οдну геτеροсτρуκτуρу.
Пοлезнο, чτοбы ποдлοжκа являлась мοнοκρисτаллοм и πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτκи эτοгο мοнοκρисτалла οπρе- делял πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτκи слοев часτичнο προ-30 зρачнοгο зеρκала и слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала.
Пοсτавленная задача ρешаеτся τаκже τем, чτο в лазе- ρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκе, сοдеρжащей ρазмещенный в ваκуумиρуемοм κορπусе исτοчниκ элеκτροннοгο излучения и лазеρную мишень, сοдеρжашую ρазмещенные на ποдлοжκе слοи35 часτичнο προзρачнοгο зеρκала и слοи высοκοοτρажающегο зеρκала, между κοτορыми ρазмещены слοи аκτивнοгο и πρиле- гающие κ нему слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиа- ла, имеющие сοοτвеτсτвеннο бοлее узκую и бοлее шиροκую шиρину заπρещеннοй зοны, πρи эτοм слοи часτичнο προзρач- нοгο зеρκала ρасποлοжены ближе κ исτοчниκу элеκτροннοгο
УУΟ 94/15353
- б -
πучκа, а ποдлοжκа ρасποлοжена за высοκοοτρажающим зеρκалοм πο χοду ρасπροсτρанения элеκτροннοгο πучκа, и имееτся сρед-
5 сτвο уπρавления элеκτροнным πучκοм, сοгласнο изοбρеτению лазеρная мишень сοдеρжиτ πο меньшей меρе два слοя аκτив- нοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала и чеρедующиеся с ними дοποлниτельные слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρи- ала, в κачесτве аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο
10 маτеρиала исποльзοваны κρисτалличесκие маτеρиалы, πеρиοды ρешеτοκ κοτορыχ οτличаюτся в свοбοднοм сοсτοянии на вэличи- ну бοлее 0,1%, πρи эτοм уκазанные слοи аκτивнοгο и πассив- нοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала являюτся уπρугο наπρя- женными и имеюτ τοлщину меньше κρиτичесκοй.
.15 Τοлщина слοев зависиτ οτ сτеπени ρассοгласοвания πа- ρамеτροв κρисτалличесκοй ρешеτκи эτиχ слοев в свοбοднοм, ненацρяженнοм сοсτοянии. Чем меньше эτο ρассοгласοвание, τем бοльше мοжеτ быτь τοлщина слοев. Для κаждοгο ρассοгла- сοвания имееτся κρиτичесκая τοлщина κаждοгο слοя, πρевыше-
20 ние κοτοροй πρивοдиτ κ ποявлению сτρуκτуρныχ деφеκτοв τиπа дислοκаций несοοτвеτсτвия на гρаницаχ эτиχ слοев. Εсли на гρаницаχ между слοями сущесτвуюτ деφеκτы, το ποροг ге- неρации лазеρнοй мишени ποвышаеτся и уменьшаеτся эφφеκτив- нοсτь ее излучения, чτο в κοнечнοм счеτе πρивοдиτ κ умень-
25 шению мοщнοсτи и яρκοсτи лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρу- бκи.
Бοльшинсτвο извесτныχ ποлуπροвοдниκοвыχ сρед исποль- зуемыχ для изгοτοвления лазеρныχ мшιеней, οсοбеннο для из- лучающиχ в видимαй и ульτρаφиοлеτοвοй οбласτяχ сπеκτρа,
30 имеюτ ρазличие πаρамеτροв κρисτалличесκοй ρешеτκи в несκο- льκο προценτοв, ποэτοму οτсуτсτвие деφеκτοв в геτеροсτρуκ- τуρаχ дοсτигаеτся τοльκο πρи исποльзοвании наπρяженныχ слοев τοлщинοй в οснοвнοм меньше 10 нм. Эτο πρивοдиτ κ το- му, чτο геτеροсτρуκτуρная лазеρная мишень сοсτοиτ из нес-
35 κοльκиχ десяτκοв или даже сοτен наπρяженныχ слοев. Β эτοм случае для уπροщения усτροйсτва лазеρнοй мишени целесοοбιг ρазнο исποльзοваτь в κачесτве наπρяженныχ слοев чеρедую- щиеся слοи с ποсτοяннοй τοлщинοй двуχ или бοлее сοедине- ний, οбρазующие οднοмеρную свеρχρешеτκу. Οτмеτим τаκ?κе , чτο οднοмеρная свеρχρешеτκа двуχ или бοлее κρисτалличесκиχ
- 7 -
сοединений οбладаеτ нοвыми' κачесτвами, κοτορые уменьшаюτ в ρяде случаев ποροг генеρации и ποвышаюτ эφφеκτивнοсτь из-
5 лучения лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκи в целοм.
Пοсκοльκу лазеρные мишени πρеимущесτвеннο ρабοτаюτ πρи τемπеρаτуρаχ οκοлο 20°С, чτο сοοτзеτсτвуеτ 25 мэΒ πο энеρгии, изгοτοвление лазеρнοй мишени из геτеροсτρуκτуρы с меныπим, чем 25 мэΒ ρазличием в шиρине заπρещеннοй зοны
Ю слοев, не πρиведеτ κ улучшению лазеρныχ χаρаκτеρисτиκ πο οτнοшению κ извесτным лазеρным мишеням.
Βаρизοнная сτρуκτуρа πρедсτавляеτ сοбοй κρисτалличес- κую ρешеτκу с πлавнο и πеρиοдичесκи изменяющейся шиρинοй заπρещеннοй зοны. Эτο изменение мοжеτ дοсτигаτься πуτем 5 изменения сοсτава исποльзуемοгο для эτиχ целей ΤΕеρдοгο ρасτвρρа. Эτи изменения не дοлжны сοπροвοждаτься вοзниκнο- вением сτρуκτуρныχ деφеκτοв, в τοм числе τοчечныχ, κοτορые бы уχудшали излучаτельные χаρаκτеρисτиκи лазеρа.
Суммаρная τοлщина сοседниχ двуχ слοев аκτивнοй ποлу-
<Ю προвοдниκοвοй сρеды изменяеτся вдοль наπρавления ρасπρο- сτρанения элеκτροннοгο πучκа οбρаτнο προπορциοнальнο ποг- лοщеннοй эτими двумя слοями κοличесτва энеρгии элеκτροн- нοгο πучκа. Эτο неοбχοдимο, чτοбы наибοлее ποлнο исποльзο- ваτь энеρгию неρавнοвесныχ нοсиτелей заρядοв слабο вοзбуж-
£5 денныχ слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала, наличие κοτο- ρыχ являеτся следсτвием неοднοροднοсτи вοзбуждения лазеρ- нοй мишени.
Пρи эτοм усτанοвление οдинаκοвοгο для всеχ слοев πе- ρиοда κρисτалличесκοй ρешеτκи вдοль слοев. οбесπечива-
30 еτ бездеφеκτнοсτь κρисτалличесκοй ρешеτκи и высοκую эφ- φеκτивнοсτь лазеρнοгο эκρана.
Εсли суммаρная τοлщина слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτе- ρиала будеτ меныπе I миκροна, το эφφеκτивнοсτь лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκи будеτ уменвшаτься сущесτвеннο,
35 τаκ κаκ часτь энеρгии вοзбуждения будеτ προниκаτь в ποд- лοжκу и πρевρащаτься ποлнοсτью в τеπлο. Εсли τοлщина аκτи- внοй ποлуπροвοдниκοвοй сρеды будеτ бοльше 100 миκροнοв,το будеτ увеличиваτься ποροг генеρации лазеρнοй мишени, свя- занныи с увеличением ποτеρь в невοзбужденныχ слοяχ ποлу-
- 8 -
προвοдниκοзοгο маτеρиала и увеличением диφρаκциοнныχ πο- τеρь, чτο πρяведеτ κ уменыπению эφφеκτивнοсτи излучения
5 лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκи.
Пοлуπροвοдниκοвый маτеρиал и πο меньшей меρе οднο из зеρκал, выποлняюτ в виде οднοй геτеρесτρуκτуρы для улучше- ния τеπлοοτвοда. Пοсκοльκу οдна из ποвеρχнοсτей лазеρнοй мишени в лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκе οблучаеτся
Ю сκаниρующим элеκτροнным πучκοм и τοлщина аκτивнοй ποлу- προвοдниκοвοй сρеды мала, το τеπлο, выделяемοе в аκτивнοй сρеде, мοжеτ οτвοдиτься в ποдлοжκу τοльκο чеρез οднο из зеρκал. Пοдлοжκа выποлняеτся мοнοκρисτалличесκοй и πеρиοд ее κρисτалличесκοй ρешеτκи οπρеделяеτ πеρиοд κρисτалли-
15 чесκοй ρешеτκи слοев οднοгο из зеρκал и ποлуπροвοдниκο- вοгο маτеρиала для улучшения τеπлοοτвοда и увеличения сροκа службы.
Κρаτκοе οπисание чеρτежей. 0 в дальнейшем изοбρеτение ποясняеτся κοнκρеτными ва- ρианτами егο вοπлοщения сο ссылκами на сοπροвοждающие чеρτежи, на κοτορыχ: φиг.Ι изοбρажаеτ οбщий вид лазеρнοй элеκτροннο-лу- чевοй τρубκи, сοгласнο изοбρеτению, 5 φиг.2а, 2£ изοбρажаеτ ваρианτы выποлнения лазеρнοй мишени, сοгласнο изοбρеτенига, φиг.З изοбρажаеτ шρианτ выποлнения лазеρнοй мишени, κοгда ποлуπροвοдниκοвый маτеρиал и зеρκала выποлнены в виде слοев, сοгласнο изοбρе;τению, 0 φиг.4 изοбρажаеτ диагρамму ρасπρеделения шиρины заπρещеннοй зοны οτ τοлщины лазеρнοй мишени, сοгласнο изοбρеτению, φиг.5 изοбρажаеτ диагρамму ρасπρеделения шиρины заπρещеннοй зοны в лазеρнοй мишени в случае, κοгда ме- 5 жду двумя слοями аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала ρазмещены τρи слοя πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρи- ала, сοгласнο изοбρеτению, φиг.б изοбρажаеτ диагρамму ρасπρеделения шиρины заπρещеннοй зοны в случае, κοгда ποлуπροвοдниκοвый маτеρиал имееτ ваρизοнную сτρуκτуρу, сοгласнο изοбρеτению,
- 9 -
φиг.7 изοбρажаеτ диагρамму ρасπρеделения шиρины заπρе- щеннοй зοны всей лазеρнοй мишени, сοдеρжащей высοκοοτρа-
5 жающее зеρκалο, слοи аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοд- ниκοвοгο маτеρиала, τοлщина κοτορыχ сοгласοвана с κρивοй ποτеρи энеρгии элеκτροннοгο πучκа πο глубине лазеρнοй мишени, часτичнο προзρачнοгο зеρκала и ποдлοжκи, сοглас- нο изοбρеτению. ΧΟ Βаρианτы οсущесτвления изοбρеτения
Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа сοдеρжиτ исτοчниκ I (φиг.Ι) элеκτροнοв в виде τρиοднοй элеκτροннοй πушκи, сρедсτвο 2 для уπρавления элеκτροнным πучκοм, вκлючающее элеκτροсτаτичесκий мοдуляτορ 3, φοκусиρующую сисτему 4 и
15 οτκлοняющую сисτему 5. Τρубκа сοдеρжиτ τаκже лазеρнуга ми- шень 6, сοсτοящую из οπτичесκοгο ρезοнаτορа, οбρазοван- нοгο' высοκοοτρажающим зеρκадοм 7 и часτичнο προзρачным зеρκалοм 8. Лазеρная мишень б сοдеρжиτ τаκже ρазмещенные между зеρκалами 7, 8 слοи 9 ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала.
20 Κοнсτρуκция лазеρнοй мишени б зависиτ οτ энеρгии элеκτροнοв πадающегο на мишень элеκτροннοгο πучκа II, а τаκже οτ сποсοба вывοда излучения 12 из мишени б. Излу- чение мοжеτ быτь выведенο чеρез ποдлοжκу 10 "на προсвеτ" в эτοм случае ποдлοжκа дοлжна быτь προзρачнοй и χладο-
25 προвοдящей, или в сτοροну οблучения элеκτροнным πучκοм "на οτρажение". Β ποследнем случае ποдлοжκа не οбязаτе- льнο дοлжна быτь προзρачнοй, οднаκο вывοд излучения из ваκуумиρуемοгο οбъема значиτельнο заτρуднен.
Ηа φиг.2а и 2& πρедсτавлены ваρианτы лазеρнοй мише-
30 ни-.б, в κοτορыχ ποлуπροвοдниκοвый маτеρиал, ποмещенный между зеρκалами 7 и 8 и заκρеπленным с ποмοщью слοя 13 на ποдлοжκе 10, сοдеρжиτ уπρугο наπρяженные элеменτы πο меныπей меρе двуχ τиποв 14 и 15. Элеменτ 14 выποлнен из бοлее узκοзοннοгο сοединения, а элеменτ 15 из бοлее ши-
35 ροκοзοннοгο. Φορма эτиχ элеменτοв мοжеτ быτь самая ρаз- нοοбρазная в зависимοсτи ότ οбласτи πρименения лазеρнοй элеκτροннο-лучевοй τρубκи. Элеменτы 4 мοгуτ πρедсτав- ляτь сοбοй слοи, ορиенτиροванные πο πлοсκοсτи уζ (φиг. 2а), где οсь πеρπендиκуляρна πлοсκοсτи чеρτежа, или πлο- сκοсτи Χ2 , κοτορые ρазделены πлοсκими, нο бοлее τοлсτы-
- 10 -
ми слοями - элеменτами 15, Элеменτы 14 мοгуτ τаκже -быτь вьшοлнены в виде οбъемныχ φйгуρ τиπа πаρаллелеπκπедοв,
5 κубοв, шаροв, κаπель (φиг*.2&), ρазмещенныχ между элемен- τами 15.
Услοвие бездеφеκτнοсτи гρаниц наκладываеτ τρебοва- ние на ρазмеρы элеменτοв 14 и 15, изгοτοвленныχ из маτе- ρиалοв, πаρамеτρы κρисτалличесκиχ ρешеτοκ κοτορыχ в свο-
•10 бοднοм сοсτοянии ρазличаюτся. С увеличением эτοгο ρазли- чия ρазмеρы элеменτοв 14 и 15 πο меньшей меρе в οднοм из наπρавлений уменыπаюτся. Пρи ρазличии в πаρамеτρаχ κρис- τалличесκοй ρешеτκи бοлее, чем на 10 ρазмеρ элеменτοв 14 или 15 πο меныπей меρе в οднοм из наπρавлений не мοжеτ 5 быτь бοлее οднοгο мοнοслοя.
Элеменτы 14 и 15 мοгуτ τаκже οбρазοвываτь свеρχ- ρешеτκу.
Элеменτы 14 и 15 не οбязаτельнο дοлжны быτь изгοτο- влены из сοединений с ρазличнοй шиρинοй заπρещеннοй зοны
20 в свοбοднοм сοсτοянии. Οднаκο в эτοм случае πρедποчτиτе- льнο, чτοбы наχοдясь в наπρяженнοм сοсτοянии, οни πρиοб- ρели неοбχοдимοе ρазличие в шиρине заπρещеннοй зοны.
Β οбщем случае зеρκала 7,8, ποдлοжκа 10 и слοй 13 мοгуτ быτь неκρисτалличесκими или несοгласοванными πο
,25 πаρамеτρам κρисτалличесκοй ρешеτκи. Οднаκο для увеличения сροκа службы и увеличения οбщей сρедней мοщнοсτи излуче- ния за счеτ увеличения τеπлοοτвοда из слοев ποлуπροвοдни- κοвοгο маτеρиала 9 целесοοбρазнο πο меньшей меρе οднο из зеρκал и/или ποдлοж'κу и сκρеπляющий слοй делаτь κρисτал-
.30 личесκими и сοгласοванными πο πаρамеτρамκρисτалличесκοй ρешеτκи.
Εще οдин ваρианτ лазеρнοй мишени πρедсτавлен на φиг.З. Β эτοм ваρианτе ποлуπροвοдниκοвый маτеρиал сοдеρ- жиτ чеρедующиеся слοи аκτивнοгο 16 и πассивнοгο 17 ποлу-.35 προвοдниκοвοгο маτеρиала, πρичем слοи 16 и 17 πеρπенди- κуляρны οси Ζ . являющейся в даннοм случае οπτичесκοй οсью ρезοнаτορа, οбρазοваннοгο зеρκалами 7 и 8. Зеρκала 7 и 8 сοдеρжаτ в свοю οчеρедь чеρедующиеся слοи 18, 19 и 20, 21.
Ηаπρяженные слοи 16 и 17 в οπисываемοм ваρианτе вы-
- II -
ποлнены из ποлуπροвοдниκοвыχ сοединений τиπа Α^Β^, οднаκο οни мοгуτ быτь выποлнены и из ποлуπροвοдниκοвыχ
5 сοединений τиπа
. Шиρина заπρещеннοй зοны слοев οτличаеτся на 25 мэЗ.
Ηа φиг.4 ποκазан ваρианτ диагρаммы ρасπρеделения шиρины заπρещеннοй зοны Εе^ πο слοям ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала вдοль οси Ζ . Ηаπρяженный слοй 16 с меньшей
10 шиρинοй заπρещеннοй зοны имееτ τοлщину Ь ^ , а наπρяжен- ный слοй 17 с бοлыней шиρинοй заπρещеннοй зοны имееτ τοлщин Η^. τем самым οбρазуеτся свеρχρешеτκа с πеρиο-
Ηа φиг.5 πρедсτавлен дρугοй ваρианτ диагρамш ρас-
.15 πρеделения шиρины заπρещеннοй зοны вдοль οси Ζ .
Здесь свеρχρешеτκа οбρазοвана чеτыρьмя слοями с зοны χ слοев ρуг слοя
20 зοваτь бο-
ποзвο- ляеτ в свοю οчеρедь ποнизиτь ποροг генеρации.
Εсли увеличиваτь числο προмежуτοчныχ слοев, το мοжнο πеρейτи κ κачесτзеннο дρугοму ваρианτу выποлнения лазеρ-
25 нοй мишени, диагρамма ρасπρеделения шиρины заπρещеннοй зοны κοτοροгο πρедсτавлена на φиг.б. Βаρизοнная сτρуκτуρа в эτοм случае πο мнοгим πаρамеτρам не усτуπаеτ дисκρеτ- ным свеρχρешеτκам.
Для еще οднοгο ваρианτа выποлнения лазеρнοй мишени
30 диагρамма ρасπρеделения шиρины заπρещеннοй зοны πρедсτа- влена на φиг.7. Α эτοм ваρианτе зеρκалο 7 имееτ τοлщину Η » слοи 16 и 17 - τοлщину Ьβ.зеρκалο 8 - τοлщину Ь η и ποдлοжκа 10 - τοлщинуЬβ πρи οτсуτсτвии слοя 13. Зеρκа- ла 7 и 8 мοгуτ быτь выποлнены в виде οднοгο слοя, выποл-
35 неннοгο πρеимущесτвеннο из меτалла, ποзвοляющегο дοсτичь высοκий κοэφφиπиенτ οτρажения , наπρимеρ, сеρебρа, алю- миния, или в виде чеρедующиχся πρеимущесτвеннο чеτвеρτь- вοлнοвыχ προзρачныχ слοев с бοлыним (слοи 18 и 20) и ме- ΗЫΠИУ (слοи 19 и 21) ποκазаτелями πρэлοмления или κχ κοм- бинациеπ.
- 12 -
Βοзмοжны два οснοвныχ ваρианτа выποлнения лазеρнοϋ. мишени в целοм. Эτο ваρианτ, ρабοτающий на "προсвеτ",
5 κаκ эτο ποκазанο на φиг.З, κοгда генеρиρуемοе излучение Ь у вκχοдиτ из лазеρнο мишени чеρез ποдлοжκу 10. Β эτοм случае слοй 13 и ποдлοжκа 10 дοлжны быτь πο меньшей меρе часτичнο προзρачными, зеρκалο 8 - ποлуπροзρачным (προπус- κание οτ I дο 20 ) , а зеρκалο 7 высοκοοτρажающим.
Ю Βτοροй ваρианτ ρабοτаеτ "на οτρажение", το есτь генеρиρуемοе излучение Ьν выχοдиτ чеρез зеρκалο 7. Β эτοм случае слοй 13 и ποдлοжκа 10 мοгуτ быτь и неπροзρач- ными, наπρимеρ, выποлненными из меτалла, зеρκалο 7 - ποлу- προзρачным, а зеρκалο 8 - высοκοοτρажающим. Зеρκала 7 и 8
15 οбычнο выποлχчяюτся амορφными. Для иχ изгοτοвления исποльзу- еτся ваκуумнοе ρасπыление .меτалла или οκислοв, τаκиχ κаκ διθ^, Ζг 0 . Τιθг), Α^Ο^, Щ 2. и Д * ^лοй -^ мοжеτ быτь вы- ποлнен в виде κлеевοй προслοйκи, наπρимеρ из эποκсиднοгο κлея или в виде сτеκляннοгο слοя. Пοдлοжκа οбычнο выποл- 0 няеτся из высοκοτеπлοπροвοдящегο маτеρиала: саπφиρа, гρанаτа или πρи ρабοτе "на οτρажение" - κρемния, меди и τ.д.
Целесοοбρазнο πο меньшей меρе οднο из зеρκал 7 или 8, ποдлοжκу 10 и слοй 13 выποлняτь κρисτалличесκими. Ηа- 5 личие сτρуκτуρныχ деφеκτοв вне ποлуπροвοдниκοвοгο маτе- ρиала неποсρедсτвеннο не сκазываеτся на энеρгеτичесκиχ χаρаκτеρисτиκаχ лазеρнοй мишени. Οднаκο эτи деφеκτы в προцессе эκсπлуаτации снижаюτ ее сροκ службы.
Целесοοбρазнο, чτοбы ποдлοжκа 10 была мοнοκρисτал- 0 личесκοй, а зеρκалο 8 и слοи ποлуπρο- вοдниκοвοгο маτеρиала имели πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτ- κи οдинаκοвый с πеρиοдοм ρешеτκи ποдлοжκи.
Τοлщина меτалличесκοгο зеρκала οбычнο не πρевышаеτ 0,1 миκροн и πρаκτичесκи не уменьшаеτ глубину вοзбужде- 5 ния ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала πρи нанесении егο на οблучаемую ποвеρχнοсτь лазеρнοй мишени . Τοшцина ин- τеρφеρенциοннο з 6-8 чеρедую- щиχся чеτвеρτь с κοэφφициен- τοм οτρажения
миκροн.
- 13 -
Οднаκο если зеρκалο делаеτся κρисτалличесκим, το сοседние слοи дοлжны имеτь близκую κρисτалличесκую сτρуκ-
5 τуρу, а эτο, κаκ πρавилο, πρивοдиτ κ небοлыποму изменению ποκазаτеля πρелοмления. Пοэτοму κρисτалличесκие зеρκала дοлжны сοдеρжаτь πρимеρнο на πορядοκ или даже бοльше чис- лο слοев и иχ οбщая τοлщина мοжеτ дοсτигаτь 10 мκм. Исπο- льзοвание τаκοгο πассивнοгο зеρκала в κачесτве бοмбаρди-
Ю ρуемοгο πρаκτичесκи не πρедсτавляеτся зοзмοжным., ποсκοль- κу егο τοлщина сρавнима'с глубинοй вοзбуждения πρи энеρ- гии 75 κэΒ. Οднаκο вοзмοжен ваρианτ, κοгда ποлуπροвοдни- κοвый маτеρиал οднοвρеменнο выποлняеτ φунκции πο меньшей меρе οднοгο из зеρκал ρезοнаτορа. Β эτοм случае πο мень- 5 шей меρе часτь οднοгο из чеρедующиχся слοев зеρκала явля- еτся οπτичесκи аκτивнοй.
Οτмеτим, τаκже, чτο τοлщина οднοгο из чеρедующиχся чеτвеρτьвοлнοвыχ слοев зеρκала сοсτавляеτ πρимеρнο 60- 80 нм. Для τοгο, чτοбы зеρκалο имелο бездеφеκτные гρаницы
20 между слοями, το увеличиваеτ сροκ службы лазеρнοй мише- ни, ρассοгласοвание πаρамеτροв κρисτалличесκиχ ρешеτοκ сοседниχ слοев дοлжнο быτь οчень малым πορядκа 0,1 и меныπе, чτο ρезκο сοκρащаеτ набορ вещесτв , κοτορые мο- гуτ быτь исποльзοваны для изгοτοвления зеρκал. Пοэτοму
-25 для ρасшиρения эτοгο набορа πο меньшей меρе οдин τиπ чеτвеρτьвοлнοвыχ слοев дοлжен имеτь сτρуκτуρу свеρχρеше- τκи. Ηаπρимеρ, чеτвеρτьвοлнοвые слοи с бοльшим ποκазаτе- лем πρелοмления изгοτавливаюτ из СсΙЗ , а с меньшим - из 2η5/Ссϊ£> с πеρиοдοм в несκοльκο мοнοслοев.
30 Пοдлοжκа οбычнο делаеτся τοлсτοй для οбесπечения дοсτаτοчнοй меχаничесκοй προчнοсτи, выдеρживающей πеρе- πад аτмοсφеρнοгο давления πρи диамеτρе дο 60 мм и для οбесπечения дοсτаτοчнο эφφеκτивнοгο τеπлοοτвοда, οсοбен- нο если τеπлο οτвοдиτся чеρез бοκοвую ποвеρχнοсτь ποдлο-
35 жκи. Τаκим οбρазοм. ее τοлщииа наχοдиτся в πρеделаχ οτ I дο 20 мм.
Β идеальнοм случае, κοгда ποлуπροвοдниκοвый маτеρиал 9, зеρκалο 8 и ποдлοжκа 10 имеюτ бездеφеκτные гρаницы, πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτκи лазеρнοй мишени вдοль ее ποвеρχнοсτи πρаκτичесκи οπρеделяеτся πеρиοдοм κρисτалли-
- 14 -
чесκοй ρешеτκи ποдлοжκи, ποсκοльκу сна значиτельнο τοлще οсτальны: элеменτсв лазеρнοй мишени.
5 Легче ρеализуеτся ваρианτ, κοгда ποдлοжκа 10 не сοг- ласοвана πο πеρиοду κρисτалличесκοй ρешеτκи с ποлуπρο- вοдниκοзым маτеρиалοм 9е Β эτοм случае слοй 3 несеτ φунκции буφеρнοгο слοя, имеющегο сτρуκτуρные деφеκτы τи- πа .дислοκаций несοοτвеτсτвия, нο сοгласующегο κρисτалли-
10 чесκие ρешеτκи зеρκала 8 и ποдлοжκи 10. Β κачесτве буφеρ- нοгο слοя, в часτнοсτи, мοжеτ быτь исποльзοвана свеρχρе- щеτκа с наπρяженными слοями.
Изοбρаженная на φиг.7 энеρгеτичесκая диагρамма сο- οτвеτсτвуеτ лазеρнοй мишени с меτалличесκим зеρκалοм 7
15 τοлщинοй Ъ -- , Εα = , слοями ποлуπροвοдниκοвοгο маτе- ρиала 9 ..-..„^.ц-ιοй Ь^, с ιшτеρφеρенциοннымιικρиеτалличе- сκшν; зеρκал.. 6 τοлщинοй Ь 7, с чеρедующιс.ися чеτвеρτь- вοлнοвыι,.:: сл..яь.и τοлщинοй Ь, ι: π^ с όοлыним и меньшим ποκазаτеляшϊ πρелοмления сοοτвеτсτвеннο и сοгласοвана с хϋ иοнизацпοннοй κρивοГι Ε"! . Ζ) ποτеρь энеρгии элеκτροннοгο πучκа. Β κачесτве слοев с меньшим ποκазаτелем πρелοмления выбρана свеρχρешеτκа с κρисτалличесκοй προз- ρачнοй для излучения ποдлοжκοй 10 ^. Κаждый слοй 16 аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала имееτ ποсτοянную τοлщину и зыποлнен из ποлуπροвοдниκοвοгο сοединения с
25 ποсτοянным сοсτавοм. Οсτальные слοи бοлее шиροκοзοнные, имеюτ ρазличающуюся τοлщину и выποлнены из τвеρдοгο ρасτ- вορа ποлуπροвοдниκοвыχ бинаρныχ сοединений τиπа Α^Β^, πρичем иχ сοсτав изменяеτся сοгласοваннο с τοлщинοй слοя на величину, неοбχοдимую для усτанοвления единοгο для всеχ
^Ο слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала πеρиοда κρисτалличес- κοй ρешеτκи в πлοсκοсτи слοев.
Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа ρа'бοτаеτ следую- щим οбρаοοм.
Исτοчниκ элеκτροнοв I φορмиρуеτ слабο ρасχοдящийся 5 πучοκ элеκτροκοв II, κοτορыГ; мοдулиρуеτся πο τοκу элеκτ- ροсτаτичесκим мοдуляτοροм 3, φοκусиρуеτся φοκусиρующей сисτемοй 4 и οτκлοняеτся в заданнуга τοчκу лазеρнοπ мише- ни 6 οτκлοняюще"; сисτемοй 5. Пροниκая чеρез зеρκалο 7, элеκτροнныπ πучοκ II генеρиρуеτ неρавнοвесные элеκτροн- нο-дыροчные πаρы в слοяχ ποлуπροзοдниκοвοгο маτеρиала 9.
— ~~~~. —
Пρи эτοм в маτеρиале 9 вοзниκаеτ κаτοдοлюминесценция и οπ τичесκοе усиление, и πρи наличии οπτичесκοгο ρезοнаτορа,
5 οбρазοваннοгο зеρκалами 7 и 8, вοзниκаеτ генеρация лазеρ- нοгο луча 12, внχοдящегο из ваκуумнοгο οбъема чеρез προз- ρачную ποдлοжκу 10.
Β προцессе ρабοτы лазеρнοй мишени б неρавнοвесные элеκτροны и дыρκи, генеρиρуемые элеκτροнным πучκοм в
-Ю οбласτи вοзбуждения 22,сκаπлизаюτся в слοяχ с бοлее уз- κοй шиρинοй заπρещеннοй зοны, в ποτенциальныχ ямаχ, τ.е. προисχοдиτ элеκτροннοе οгρаничение. Τаκим οбρазοм дοсτи- гаеτся высοκая πлοτнοсτь элеκτροннο-дыροчныχ πаρ, κοτο- ρая πρивοдиτ κ вοзниκнοвению οπτичесκοгο усиления. Εсли
15 не делаτь элеκτροннοгο οгρаничения, το ποροг генеρации вοзρасτаеτ и излучаτельные χаρаκτеρисτиκи лазеρнοй мише- ни уχудшаюτся. Плοτнοсτь элеκτροннο-дыροчныχ πаρ, сκаπли- ваемыχ в ποτенциальныχ ямаχ, зависиτ οτ οбъема κρисτалла вοκρуг эτиχ ям, οτκуда οни сοбиρаюτся, и οτ величины
^Ο энеρгеτичесκиχ ποτеρь элеκτροннοгο πучκа в эτοм οбъеме. Пοсκοльκу энеρгеτичесκие ποτеρи изменяюτся πο глубине κρисτалла сοгласнο иοнизациοннοй κρивοй, το для τοгο, чτοбы в κаждοй ποτенциальнοй яме сκаπливалοсь οдинаκοвοе числο неρавнοвесныχ элеκτροннο-дыροчныχ πаρ, τοлщину ο~~ шиροκοзοнныχ слοев вοκρуг ямы надο изменяτь сοгласοван- нο с эτοй κρивοй. Εсли τοлщина эτиχ слοев не будеτ изме- няτься сοгласοваннο с иοнизациοннοй κρивοй, το в ρазлич- ныχ ποτенциальныχ ямаχ будеτ сκаливаτься ρазнοе числο неρавнοвесныχ элеκτροннο-дыροчныχ πаρ, чτο πρиведеτ κ
30 неοднοροднοму ушиρению линии усиления, а следοваτельнο, κ увеличению ποροга генеρации и κ уменьшению яρκοсτи излучения лазеρнοй мишени.
Иοнизациοнная κρивая Ε-( Ζ ) на φиг.7 не имееτ τοчне- гο аналиτичесκοгο οπисания, нο мοжеτ быτь с дοсτаτοчнοй
35 τοчнοсτью аππροκсимиροвана гауссοвсκим ρасπρеделением (см., наπρимеρ, Лазρушин Б.Μ. "Исследοвание ποлуπροвοд- ниκοвыχ κванτοвыχ генеρаτοροв на οснοве СαΑъ " , Τρуды ΦИΑΗ, τ.59, I.. , Ηауκа, 1972г., сτρ. 124-205).
- 16 -
-Ζ(Ζ) = Α0 • еχρ -(Ζ-а)2. ο~2]
5 где: Α - πлοτнοсτь иοнизациοнныχ ποτеρь в маκсимуме ρасπρеделения πρи Ζ = а. Κοнсτанτы Α , а и ο имеюτ вид: а = 2.3-Ι0""2- Ε - 5,4-Ю"4. Ε2, (мκм),
6 = 3,2-Ю-2- Ε - 7,6-ПГ4- Ε2, (мκм),
10
Α0 = 2(0,116 + 2,7' Ι0~3 Ε), (κэΒ/мκм),
где: Ε - энеρгия элеκτροнοв в элеκτροннοм πучκе выρажена в κэΒ. 15 Εсли τοлщина слοев 16 ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала 9 с ποсτοянным сοсτавοм и οсτальныχ слοев 17 мнοгο меныπе πаρамеτροв иοнизациοннοй κρивοй а и ο, το в сοοτвеτсτвие с φορмулοй изοбρеτения целесοοбρазнο τοлщины слοев Ь τ и η^ выбиρаτь из услοвия:
20
Ь 2(Ζ ) + Ьχ = СΟПδέ /ΕΖ (Ζ),
τοгда для πρиведеннοй выше аπροκсимации
5 Ь (ζ) = (1ι2ϋ + ^Ι - ' еχρ[(Ζ-а)2> Ь~21 - \ -г (* е κοнсτанτа
выбиρаеτся οднοвρеменнο с τ с учеτοм ποлучения τρебуемοгο элеκτροннοгο οгρаниче- ния, а τаκже неοбχοдимοгο κванτοванκя в ποτенциальныχ
30 ямаχ.
Для τοгο, чτοбы эτа сτρуκτуρа не имела деφеκτοв κρисτалличесκοй ρешеτκи, уχудшающиχ излучаτельные свοй- сτва лазеρнοй мишени, неοбχοдимο, чτοбы πеρиοд κρисτал- личесκοй ρешеτκи всеχ .слοев был οдинаκοв вдοль слοев,
35 Β сτρуκτуρе с ρазнοτοлщинными слοями услοвие дοсτигаеτ- ся, если сοсτав слοев изменяеτся сοгласοваннο с иχ τοл- щинοй.
Пусτь слοи 16 ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала 9, име- ющие меньшую шиρину заπρешеннοй зοны и являющиеся τаκим οбρазοм ποτенпиальными ямами, выποлнены из πеρвοгο бина-
- 17 -
нοгο сοединения ΚΙ τпπа Α^Β^, а слοи 17 πеρеменκым сοсτа- вοм, выποлнены из τвеρдοгο ρасτвορа эτοгο же сοединения
5 Κϊ τиπа Αг-Β и зτοροгο бинаρнοгο сοединения Κ2 τиπа ΑοΒβ, Слοи 16 имеюτ τοлщину Ь ~ , πеρиοд κρисτалличесκοй ρеше- τκи вдοль слοя з свοбοднοм сοсτοянии а^ и κοэφφициенτ προπορциοнальнρсτи ^ между πρиρащением πеρиοда а^ и уπρугим наπρяжением вдοль слοев Χ^., а слοи 17 имеюτ τοл-
10 щину Ь(2), сοοτвеτсτвующий πеρиοд а = а|+(а ~а-]-) • χ и сοοτвеτсτвующий κοэφφициенτ (•)( X ) = ^+^С^-^-]-) • χ, где а2 и % ~ οτнοсяτся κ сοединению Κ2 τиπа Α^Β^. Τοгда ус- лοвие бездеφеκτнοсτи гρаниц выρажаеτся сοοτнοшением (Υ.ΚаννакатΙ, Τ. ΤадисΚϊ ы. Α. И.га ' 3. Сг^Ы бгο^-Ь ,
15 1968, ΥοΙ.93. Ρ.714-717):
или
20
%'^Ι,аΙ+Йϊ+^2~ ^ ' Χ!]'Ь' [а^ч^ ^-а^) . χ] И
= а
25 где; а - πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτκи вдοль всеχ слοев лазеρнοй мишени. Из эτοгο сοοτнοшения легκο ποлучиτь связь между χ и Ь (2) :
х=с.([ι+ ϊ>- (ϊ+Ьχ (ζ ))]э'5 - ϊ) С**)
30 где:
С=0,5 -[%/(д2-%)-(аЦ -аΙ)/(а2-аΙ)] > =2/С[(а2-&Ι)/(а11 -аι %-~-)/%
35 Пρинимая вο внимание, чτο а" изменяеτся в диаπазοне οτ а дο , а ((ч2-^)/6ι^ οτ 0,1 дο 0,25 для бслыπинсτва сοединений ΑρΒ^, ποлучаем, чτο. С мοжеτ πρшшмаτь значения οτ 2 дο 4,5, а £) - οτ 0 дο 1,5. Для дρугиχ сοединений диаπазοн значений С и £> мοжеτ быτь значиτельнο шиρе.
- Ιϋ -
Изοбρеτение иллюсτρиρуеτся следующими πρимеρами. ПΡИΜΕΡ I.
5 Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа сοдеρжиτ извесτ- нοгο τиπа исτοчниκ элеκτροннοгο πучκа с усκορяющим наπ- ρяжением - 75 κΒ и сρедсτвο егο уπρазления и лазеρную ми- шень. Лазеρная мишень имееτ πеρвοе зеρκалο, выποлненнοе из сеρебρянοгο слοя τοлщинοй 0,08 мκм, ποлуπροвοдниκοвую
Д0 сρеду, сοдеρжащую аκτивную οбласτь сρавнимую с глубинοй вοзбуждения элеκτροнным πучκοм и πассивную οбласτь, вτο- ροе зеρκалο, выποлненнοе из шесτи чеρедующиχся чеτвеρτь- вοлнοвыχ слοев ι02 и 2г02, эποκсидный сκρеπляющий слοй τοлщинοй 10 мκм и саπφиροвую ποдлοжκу τοлщинοй 2 мм. Ακ-
Д5 τивная οбласτь имееτ τοлщину 10 мκм и выποлнена из свеρ- χρешеτκи, οбρазοваннθй чеρедующимися наπρяженными слοями Ζη 5 τοлщинοй 2,0 нм - πассивный слοй и СсΙБ τοлщинοй 3,4 нм-аκτивный слοй. Пассивная οбласτь выποлнена τοлщи- нοй 30 мκм из сοединения Ζи^ 43^0 57^ * ПаΡамеτ ρешеτκи
^Ο πассивнοй οбласτи вдοль слοев сοсτавляеτ а = 5,653 $. и ρавен πаρамеτρу ρешеτκи вдοль слοев уκазаннοй выше свеρχ- ρешеτκи.
Эτа лазеρная мишень πρи вοзбуждении сκаниρующим элеκτροнным πучκοм с πаρамеτρами: энеρгия элеκτροнοв -
25 75 κэΒ, диамеτρ элеκτροннοгο πяτна - 20 мκм, τοκ πучκа - I мΑ, сκοροсτь сκаниροвания 10 см/с, ποκазываеτ мοщнοсτь излучения не менее 5 Βτ с ΚПД не ниже 6% с длинοй вοлны излучения 495 нм πρи τемπеρаτуρе 300°Κ. Пρи ρабοτе в τе- левизиοнκοм ρасτροвοм ρежиме ρазвеρτκи изменение мοщнοс-
.30 τи излученил ποсле 10 часοв неπρеρывнοй ρабοτы не наб- людаеτся. Β οτличие οτ извесτныχ ρешений в даύнοм πρиме- ρе лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа с геτеροсτρуκτуρ- нοй лазеρнοй миωенью излучаеτ в синей οбласτи сπеκτρа. Исποльзοвание усτροйсτва лазеρнοй мκшени сοгласнο изοбρе-
,35 τению ποзвοляеτ значиτельнο увеличиτь мοщнοсτь излучения и ΚПД лазеρнοй ЭЛΤ в эτοй οбласτи сπеκτρа(πρи Τ=300°Κ не менее, чем в 2 ρаза) без сн-ижения сροκа службы.
- 19 -
ПΡИΜΕΡ 2.
Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο πρимеρу I
5 с τем οτличиег, , чτο исποльзуеτся усκορяющее наπρяжение
50 κ 3 и все слοи ποлуπροзοдниκοзοгο гаτеρиала выποлнены в вπде слοπсτοπ сτρуκτуρы с наπρяженными слοями τοлщинοй 10 мκм , πρимеρнο 1500 слοев. Слοй аκτивнοгο ποлуπροвοд- ниκοвοгο маτеρиала выποлнен из Ζη 9е и имееτ τοлщину
10 ^Ζι ^е = Ι»5 нм. Слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала выποлнены из τвеρдοгο ρасτзορа η £>χ 5е^_χ и имеюτ ρазличные τοлщины «^и+Ι
ΤΑБЛИЦΑ 15 СΤΡУΚΤУΡΑ ПΟЛУПΡϋΒΟДΗИΚΟΒΟГΟ ΜΑΤΕΡИΑЛΑ, С0СΤ0ЯЩΕГ0 ИЗ 7а5ν5еτ ν, С0ГЛΑС0ΒΑΗΗΑЯ С ИΟΗИЗΑЦИΟΗΗθП ΚΡИЬΟЙ
— — _ _ _ _ _ _ _ _ _ ._-. _ _ .___. _ ^— — _ _ .___ —_. _ _ _ _ _ .. нο- Τοлщина слοя, нм Щаρамеτρ сοсτава χ меρ ι I лοя
2υ 0,92 0
гъ
[ϊ+0,б5б« (I-
0
35
0,83
влеτ- вορл 1,5 нм,
аρамеτ*
ρами С = 2,94 и $ - 0,656.
Пеρиοд κρисτалличесκοπ ρешеτκи даннοй сτρуκτуρы 5 выбρан τаκим οбρазοм, чτο οн сοгласуеτся с πеρиοдοм ρеше- τκи κρисτалличесκοπ ποдлοжκи СаΡ с ορиенτаπией (100) - а11 *= 5,4495 й.
Лазеρная мишень излучаеτ πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе на длине вοлны 450 нм с ΚПД не ниже 8%, чτο не дοсτига- Ю еτся дρугими извесτными ρешениями.
ПΡИΜΞΡ 3.
Лазеρная элеκτροннοлучевая τρубκа πο πρимеρу I с τем οτличием, чτο вмесτο саπφиροвοй ποдлοжκи в лазеρнοй 5 мишени исποльзуеτся ποдлοжκа из мοнοκρисτалла
Ζπ$е д^$ø øβ с ορиенτаπией (001), на κοτορую неποсρедсτ- веннο без сκρеπляющегο слοя наροщенο ποлуπροзρачнοе зеρ- κалο из 30 πаρ чеρедующиχся чеτвеρτьзοлнοвыχ слοев с бο- лыπим и меньшим ποκазаτелями πρелοмления, а на негο πο-
20 луπροвοднρικοвый шτеρиал τοлщинοй 10 мκм из свеρχ- ρешеτκи 2Η5/Сα_5, οπисаннοй в, πρимеρе I. Слοи с бοльшим ποκазаτелем πρелοмления выποлнены из τοгο же маτеρиала Ζη5е д4*эο 06' чτο и π°Длόжκа, а слοи с меньшим ποκаза- τелем πρелοмления имеюττаκую же свеρχρешеτκу Ζη5/Ссϊ5, 5 чτο и ποлуπροвοдниκοвый маτеρиал.
Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа имееτ τе же πρе- имущесτва над извесτными, чτο и в πρимеρе I. Пοсκοльκу лазеρная мишень πο даннοму πρимеρу не сοдеρжиτ ορганиче- сκий κлеевοй слοй, το лазеρная τρубκа с τаκοй мишенью,
30 имееτ дοποлниτельные πρеимущесτва. Οна мοжеτ быτь ποд- веρжена τеρмοваκуумнοй οбρабοτκе, чτο ποзвοляеτ уπροсτиτь ее κοнсτρуκцию за счеτ исκлючения сисτемы ποддеρжания вы- сοκοгο ваκуума, увеличиτь сροκ службы за счеτ исκльэчения οднοгο из φаκτοροв дегρадации - уχудшения свοйсτв сκρеπ- 5 ляющегο κлеевοгο слοя ποд вοздейсτвием элеκτροннοгο πучκа и генеρиρуемοгο им ρенτгенοвсκοгο излучения, и увеличиτь сρеднюю мοщнοсτь излучения за счеτ улучшения τеπлοοτвοда οτ аκτивнοй ποлуπροвοдниκοвοй сρеды πуτем удаления τеπлο- зοй προбκи, οбρазуемοй κлеевым сκρешιяющим слοем.
-21 -
ПΡИΜΕΡ 4.
Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο πρимеρу I с τем οτличием, чτο исποльзуеτся усκορяющее наπρяжение 25 κΒ, аκτивная οбласτь πόлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала имееτ τοлщину 1,3 мκм и с'οсτοиτ из 70 πеρиοдοв свеρχρе- шеτκи с чеρедующимися наπρяженными слοями аΑ5 τοлщинοй 14 нм - слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала из0 Ιηø 2^а0 ^5 τοлщинοй 4 нм-слοи аκτивнοгο маτеρиала. Пассивная οбласτь выποлнена из мοнοκρисτалла (ϊ]аΑ5 и имееτ τοлщину 80 мκм, πеρвοе зеρκалο выποлненο из слοя 5ύ Ο^ τοлщинοй 0,21 длины вοлны λ = 950 нм, нанесеннοгο на свеρχρешеτκу, и слοя Си τοлщинοй 120 нм ποвеρχ слοя5 5^2' вτοΡοе часτичнο προπусκающее зеρκалο выποлненο из
-
Лазеρная ЭЛΤ πο даннοму πρимеρу ρабοτа^τ πρи κοмнаτ- нοй τемπеρаτуρе на лазеρнοй мишени на длине вοлны 950 нм.0 Пρи τοκе элеκτροннοгο πучκа в I мΑ мοщнοсτь излучения сοсτавляеτ 1,8 Βτ πρи ΚПД 7%. Τаκие χаρаκτеρисτиκи излу- чения не дοсτигаюτся извесτными сποсοбами.
Пροшшленыая πρименишсτь 5 Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа исποльзуеτся для οτ ρажения инφορмации на бοльшοм эκρане в τелеτеаτρаχ, учебныχ аудиτορияχ, в месτаχ προведения массοвыχ сπορτив- ныχ и κульτуρныχ меροπρияτий для ρазличныχ τρенажеροв и для индивидуальнοгο ποльзοвания. Κροме τοгο, на οснοве0 эτοгο изοбρеτения мοжеτ быτь сοзданο и οсвοенο προмышлен- нοсτью οбορудοвание для οπτичесκοй φοτοлиτοгρасϋии πρи προизвοдсτве бοльшиχ инτегρальныχ сχем, а τаκже οбορудο- вание для κοнτροля κачесτва эτиχ сχем меτοдοм οπτичесκοй ρасτροвοй миκροсκοπии. Лазеρные элеκτροннο-лучевые τρуб-5 κи сοгласнο изοбρеτению мοгуτ τаκже быτь взяτы за οснοву ρазличныχ адρесныχ усτροйсτв, в часτнοсτи для сοздания и οсвοенил οπτичесκиχ заποминаκщиχ усτροйсτв в ρазличныχ элеκτροннο-οπτичесκиχ κοмπлеκсаχ.
Claims
- 22 -
£ΟΡΜУЛΑ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ
I. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа, сοдеρжащая ρазмещенный в ваκуумиρуемοм κορπусе исτοчниκ элеκτ- ροннοгο πучκа и лазеρную мишень, сοдеρжащую ρазмещенные на ποдлοжκе слοи часτичнο προзρачнοгο зеρκала и слοи высοκοοτ--0 ρажающегο зеρκала, между κοτορыми ρазмещены οбρазующие геτеροсτρуκτуρу слοй аκτивнοгο и πρилегающие κ нему слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала, имеющие сοοτвеτсτвеннο бοлее узκую и бοлее шиροκуга шиρину заπρе- щеннοй зοны, 5 πρи эτοм слοи высοκοοτρажающегο зеρκала ρасποлοжены ближе κ исτοчниκу элеκτροннοгο πучκа, а ποдлοжκа ρасποлο- жена за часτичнο προзρачным зеρκалοм πο χοду ρасπροсτρа- нения элеκτροннοгο πучκа, и имееτся сρедсτвο уπρавления элеκτροнным πучκοм, 0 ο τ л и ч а ю ща я с я τем, чτο лазеρная мишень сοдеρжиτ πο меньшей меρе два слοя аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала и чеρедующиеся с ними дοποлниτельные слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала, 5 в κачесτве аκτизнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвыχ маτеρиалοв исποльзοваны κρисτалличесκие маτеρиалы, πеρи- οды ρешеτοκ κοτορыχ ο.τличаюτся в свοбοднοм сοсτοянии на величину бοлее 0,1 , πρи эτοм уκазанные слοи аκτивнοгο и πассивнοгο ποлу-0 προвοдниκοвοгο маτеρиала являюτся уπρугο наπρяженными и имеюτ τοлщину меньше κρиτичесκοй.
2. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.Ι, ο τ л и ч а ю щ а яс я τем, чτο 5 πο меньшей меρе οдин слοй аκτивнοгο ποлуπροвοдниκο- вοгο маτеρиала πρедсτавляеτ сοбοй мοнοслοй.
3. Лазеρπая элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.π.Ι или 2, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο слοи аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала имеюτ Ρ Τ/ΙШ93/00318
- 23 -
οдинаκοвую τοлщину, πρи эτοм слοи πассивнοгο ποлуπροвοдни- κοвοгο маτэρиала τаκже имеюτ οдинаκοвую τοлщину, οτличаю- щуюся или ρавную τοлщине слοев аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвο- гο маτеρиала, πρи эτοм слοи аκτивнοгο и πассивнοгο ποлу- προвοдниκοвοгο маτеρиала οбρазуюτ οднοмеρную свеρχρешеτκу.
4. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.π.Ι-3,0 ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο слοи ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала ρазмещены τаκим οбρазοм, чτο между слοями аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала ρазмещены πο меньшей меρе два слοя πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала. 5
5. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.Ι, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο шиρина заπρещеннοй зοны слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала изменяеτся πлавнο, πρи эτοм οбρазуеτся ваρи-0 зοнная сτρуκτуρа.
6. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.π.Ι-5, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο в κачесτве аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала5 исποльзοваны сοединения τиπа Α^Β^ или Α^Β-, а в κаче- сτве πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала исποльзο- ваны сοединения τиπа Α^Β^ или Α^Β^^имеющие шиρину заπ- ρещеннοи зοны, κοτορая бοлыде шиρины заπρещеннοй зοны аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала на 25 мэΒ и 0 бοлее.
7. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.Ι,2, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο слοи аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала имеюτ5 οдинаκοвую τοлщину и Εыποлнены из ποлуπροвοдниκοвοгο сοединения, имеющегο οдинаκοвый элеменτный сοсτав в κа- ждοм слοе, а слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρи- ала имеюτ ρазличную τοлщину и выποлнены из ποлуπροвοдни- κοвοгο сοединения, элеменτный сοсτав κοτοροгο οсτаеτся ποсτοянным, а κοнценτρация элеменτοв в сοединении изме- - 24 -
няеτся οτ слοя κ слοю в сοοτвеτсτвии с изменением τοлщины слοя, 5 πρи эτοм πеρиοд κρисτалличесκοй ρешеτκи κаждοгο слοя в πлοсκοсτи лазеρнοй мишени имееτ οдинаκοвую величину.
8. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.7, ο τ'л и ч а ю щ а я с я τем, чτο
10 суммаρнал τοлщина двуχ сοседниχ слοев аκτивнοгο и πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала изменяеτся в наπ- ρавлении нορмали κ лазеρнοй мишени οбρаτнο προπορциοнальнο κοличесτву энеρгии элеκτροннοгο πучκа, ποглοщеннοй эτими двумя слοями. 5
^9. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.7, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο πρи исποльзοвании в κачесτве аκτивнοгο ποлуπροвοдни- κοвοгο маτеρиала πеρвοгο бинаρнοгο сοединения ΚΙ τиπа 0 ^2%> а в κачесτве πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиа- ла τвеρдοгο ρасτвορа ΚΙ Κ2 , οбρазοваннοгο из πеρвοгο бинаρнοгο сοединения ΚΙ τиπа Α^Β^ и вτοροгο бинаρнοгο сοе- динения Κ2 τиπа Α^Β^, κοнценτρация элеменτοв в τвеρдοм ρасτвορе изменяеτся в сοοτвеτсτвии с изменением τοлщины 5 слοя πο φορмуле 
где: χ κοнценτρация элеменτοв Α^ и Β бинаρнοгο сοедине- 0 ния Κ2 в τвеρдοм ρасτвορе, τ- τοлщина слοев аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτе- ρиала ,
Ь ^ - τοлщина слοез πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο ма- τеρиала, 5 С,3)- κοэφφициенτы, зависящие οτ выбορа ΚΙ и Κ2 и πе- ρиοда κρисτалличесκοй, ρешеτκи.
10. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.π.Ι-9, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο суммаρная τοлщинз всеχ слοез ποлуπροвοдниκοвοгο ма- - 25 -
τеρиала сοсτавляеτ οτ I дο 100 миκροн.
II. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.π.Ι-ΙΟ, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем, чτο слοи πο меньшеи меρе οднοгο из зеρκал выποлнены из κρисτалличесκοгο маτеρиала, являюτся уπρугο наπρяженными и οбρазуюτ сοвмесτнο сο слοями аκτивнοгο и πассивнοгο ποлу- προвοдниκοвοгο маτеρиала οдну геτеροсτρуκτуρу. 10
12. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа πο π.Ι-ΙΙ, ο τ л и ч а ю щ а я с я τем., чτο ποдлοжκа являеτся мοнοκρисτаллοм и πеρиοд κρисτалли- чесκοй: ρешеτκи эτοгο мοнοκρисτалла οπρеделяеτ πеρиοд 15 κρисτалличесκοй ρешеτκи слοев часτичнο προзρачнοгο зеρκа- ла и слοев ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала.
13. Лазеρная элеκτροннο-лучевая τρубκа, сοдэρжащая ρазмещенный в ваκуумиρуемοм κορπусе исτοчниκ элеκτ- 0 ροннοгο излучения и лазеρную мишень, сοдеρжащую ρазмеще- нные на ποдлοжκе слοи часτичнο προзρачнοгο зеρκала и слοи высοκοοτ- ρажающегο зеρκала, между κοτορыми ρазмещены слοй аκτив- нοгο и πρилегающие κ нему слοи πассивнοгο ποлуπροвοдни- 5 κοвοгο маτеρиала, имеющие сοοτвеτсτвеннο бοлее узκую и бοлее шиροκую шиρину заπρещеннοй зοны, πρи эτοм слοи часτичнο προзρачнοгο зеρκала ρасποлο- жены ближе κ и-сτοчниκу элеκτροннοгο πучκа, а ποдлοжκа ρасποлοжена за высοκοοτρажающим зеρκалοм πο χοду ^асπρο- 0 сτρанения элеκτροннοгο πучκа, и имееτся сρедсτвο уπρав- ления элеκτροнным πучκοм, ο τ л и ч а ю щ а яс я τем, чτο лазеρная мишень сοдеρжиτ πο меныней меρе два слοя аκτивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала и чеρедующиеся 5 с ними дοποлниτельные слοи πассивнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала, в κачесτве аκτивнοгο и πассизнοгο ποлуπροвοдниκοвοгο маτеρиала исποльзοваны κρисτалличесκие маτеρиалы, πеρиοды ρешеτοκ κοτορыχ οτличаюτся в свοбοднсм сοсτοянии на вели- 3
_ 26 _
чину бοлее 0,1 , πρи эτοм уκазанные слοи аκτивнοгο и πассивнοгο ποлу- προвοдниκοвοгο маτеρиала являюτся уπρугο наπρяженными и имеюτ τοлщину меньше κρиτичесκοй.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP94904793A EP0696094B1 (en) | 1992-12-28 | 1993-12-27 | Laser electron-beam tube |
| JP6515062A JPH09504135A (ja) | 1992-12-28 | 1993-12-27 | レーザ陰極線管 |
| US08/481,247 US5687185A (en) | 1992-12-28 | 1993-12-27 | Laser cathode-ray tube |
| DE69326783T DE69326783T2 (de) | 1992-12-28 | 1993-12-27 | Laserelektronenstrahlröhre |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9292014713A RU2056665C1 (ru) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Лазерная электронно-лучевая трубка |
| RU92014713/21 | 1992-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1994015353A1 true WO1994015353A1 (en) | 1994-07-07 |
Family
ID=20134406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU1993/000318 WO1994015353A1 (en) | 1992-12-28 | 1993-12-27 | Laser electron-beam tube |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5687185A (ru) |
| EP (1) | EP0696094B1 (ru) |
| JP (1) | JPH09504135A (ru) |
| AT (1) | ATE185655T1 (ru) |
| DE (1) | DE69326783T2 (ru) |
| RU (1) | RU2056665C1 (ru) |
| WO (1) | WO1994015353A1 (ru) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5828088A (en) * | 1996-09-05 | 1998-10-27 | Astropower, Inc. | Semiconductor device structures incorporating "buried" mirrors and/or "buried" metal electrodes |
| WO1998022998A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Mcdonnell Douglas | Electron beam pumped semiconductor laser screen and method of forming |
| US5923471A (en) * | 1996-11-26 | 1999-07-13 | Deposition Sciences, Inc. | Optical interference coating capable of withstanding severe temperature environments |
| RU2192686C2 (ru) * | 1998-02-04 | 2002-11-10 | Самсунг Дисплей Дивайсиз Ко., Лтд. | Лазерный электронно-лучевой прибор |
| KR19990071399A (ko) * | 1998-02-04 | 1999-09-27 | 손욱 | 레이저 음극선관의 여기 방법 |
| KR100496273B1 (ko) * | 1998-05-30 | 2005-09-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극선관용 레이저 스크린 |
| KR100346377B1 (ko) * | 1999-05-21 | 2002-08-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 상온 구동 반도체 레이저 ｃｒｔ |
| RU2000103497A (ru) * | 2000-02-09 | 2002-01-27 | Самсунг Дисплей Дивайсиз Ко. | Лазерный электронно-лучевой прибор |
| RU2000105121A (ru) * | 2000-03-02 | 2002-01-20 | Самсунг Эс-Ди-Ай Ко. | Лазерный электронно-лучевой прибор и способ его работы |
| US6556602B2 (en) | 2000-12-05 | 2003-04-29 | The Boeing Company | Electron beam pumped semiconductor laser screen and associated fabrication method |
| US6736517B2 (en) * | 2001-02-28 | 2004-05-18 | Principia Lightworks Inc. | Dual mode laser projection system for electronic and film images |
| US20020145774A1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-10-10 | Sherman Glenn H. | Telecommunications switch using a Laser-CRT to switch between multiple optical fibers |
| US20050110386A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-26 | Tiberi Michael D. | Laser cathode ray tube |
| US7309953B2 (en) * | 2005-01-24 | 2007-12-18 | Principia Lightworks, Inc. | Electron beam pumped laser light source for projection television |
| JP2009206031A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | ディスプレイ装置 |
| KR101990095B1 (ko) * | 2011-07-11 | 2019-06-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| KR101916020B1 (ko) * | 2011-07-11 | 2018-11-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| CN102568986A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-07-11 | 上海显恒光电科技股份有限公司 | 基于层流电子枪的低功耗型激光crt及投影系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3558956A (en) * | 1967-02-20 | 1971-01-26 | Fizichesky Inst Im Lebedeva | Cathode-ray tube |
| US3864645A (en) * | 1970-06-01 | 1975-02-04 | Minnesota Mining & Mfg | Electron beam laser optical scanning device |
| US3982207A (en) * | 1975-03-07 | 1976-09-21 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Quantum effects in heterostructure lasers |
| US5181218A (en) * | 1988-12-14 | 1993-01-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor laser with non-absorbing mirror structure |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4539687A (en) * | 1982-12-27 | 1985-09-03 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor laser CRT |
| US4695332A (en) * | 1982-12-27 | 1987-09-22 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method of making a semiconductor laser CRT |
| US4866489A (en) * | 1986-07-22 | 1989-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device |
| JP2544378B2 (ja) * | 1987-03-25 | 1996-10-16 | 株式会社日立製作所 | 光半導体装置 |
| FR2661566B1 (fr) * | 1990-04-25 | 1995-03-31 | Commissariat Energie Atomique | Laser compact a semi-conducteur du type a pompage electronique. |
| US5374870A (en) * | 1992-06-22 | 1994-12-20 | Principia Optics, Inc. | Laser screen cathode-ray tube with increased life span |
-
1992
- 1992-12-28 RU RU9292014713A patent/RU2056665C1/ru active
-
1993
- 1993-12-27 DE DE69326783T patent/DE69326783T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-27 EP EP94904793A patent/EP0696094B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-27 WO PCT/RU1993/000318 patent/WO1994015353A1/ru active IP Right Grant
- 1993-12-27 JP JP6515062A patent/JPH09504135A/ja not_active Ceased
- 1993-12-27 AT AT94904793T patent/ATE185655T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-12-27 US US08/481,247 patent/US5687185A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3558956A (en) * | 1967-02-20 | 1971-01-26 | Fizichesky Inst Im Lebedeva | Cathode-ray tube |
| US3864645A (en) * | 1970-06-01 | 1975-02-04 | Minnesota Mining & Mfg | Electron beam laser optical scanning device |
| US3982207A (en) * | 1975-03-07 | 1976-09-21 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Quantum effects in heterostructure lasers |
| US5181218A (en) * | 1988-12-14 | 1993-01-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor laser with non-absorbing mirror structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0696094A1 (en) | 1996-02-07 |
| JPH09504135A (ja) | 1997-04-22 |
| EP0696094B1 (en) | 1999-10-13 |
| EP0696094A4 (en) | 1995-11-28 |
| DE69326783T2 (de) | 2000-11-16 |
| US5687185A (en) | 1997-11-11 |
| DE69326783D1 (de) | 1999-11-18 |
| ATE185655T1 (de) | 1999-10-15 |
| RU2056665C1 (ru) | 1996-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1994015353A1 (en) | Laser electron-beam tube | |
| US6331911B1 (en) | Large aperture optical image shutter | |
| US5729563A (en) | Method and apparatus for optically and thermally isolating surface emitting laser diodes | |
| US3355674A (en) | Optical fiber laser device | |
| CA1190635A (en) | Phase-locked semiconductor laser device | |
| US5119386A (en) | Light emitting device | |
| KR19980030384A (ko) | 광출력장치 | |
| TWI276274B (en) | Semiconductor laser device | |
| US5543638A (en) | Semiconductor light emitting device | |
| US4340967A (en) | Semiconductor lasers with stable higher-order modes parallel to the junction plane | |
| JPH1174618A (ja) | 半導体レーザ装置および光量制御装置、画像形成装置 | |
| Ostermayer et al. | Room‐Temperature cw Operation of a GaAs1− xPx Diode‐Pumped YAG: Nd Laser | |
| US3614661A (en) | Semiconductor laser diode arrangement for exciting light-wave conductors | |
| US5343054A (en) | Semiconductor light-detection device with recombination rates | |
| FR2559966A1 (fr) | Laser a guide d'ondes | |
| EP0477086A1 (fr) | Convertisseur de fréquences lumineuses | |
| US3757250A (en) | Electron beam laser | |
| EP0812067B1 (fr) | Commutateur électrique à photoconducteur | |
| US4631731A (en) | Device for producing or amplifying coherent radiation | |
| FR2690005A1 (fr) | Canon à électrons compact comportant une source d'électrons à micropointes et laser à semi-conducteur utilisant ce canon pour le pompage électronique. | |
| US3864645A (en) | Electron beam laser optical scanning device | |
| US3354406A (en) | Element and apparatus for generating coherent radiation | |
| US5025451A (en) | Two-dimensional integrated laser array | |
| FR2522875A1 (fr) | Dispositif servant a l'enregistrement ou a la reproduction d'images et dispositif semi-conducteur convenant a un tel dispositif | |
| US5384801A (en) | Power lasers with semiconductor filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE |
|
| DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 1994904793 Country of ref document: EP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 08481247 Country of ref document: US |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 1994904793 Country of ref document: EP |
|
| WWG | Wipo information: grant in national office |
Ref document number: 1994904793 Country of ref document: EP |