Lazer yuqori direktiv nurli nurli monoxromatik kogerent yorug'lik manbai hisoblanadi

= (12).
Kristalning chap yuzidagi g'oyib bo'ladigan kichik to'lqin amplitudasi uchun ham o'ng yuzdan chiqadigan barcha to'lqinlarning amplitudalari yig'indisi nolga teng bo'lmasligini talab qilaylik. Shubhasiz, bu (12) dagi kasrning maxraji nolga moyil bo'lgandagina sodir bo'lishi mumkin. Bu erdan biz olamiz:
, (13)
va yorug'lik qizg'inligini hisobga olgan holda, ya'ni; , qayerda R 1 , R 2 - ko'zgularning aks ettirish koeffitsientlari - kristall yuzlar "intensivlik bo'yicha" va bundan tashqari, nihoyat, avlod chegarasi uchun nisbatni quyidagicha yozamiz:
. (14)
(11) dan ko'rsatkichga kiritilgan omil 2r kristalning murakkab sindirish ko'rsatkichi bilan bog'liqligi kelib chiqadi:
(15) ning o'ng tomonida birinchi atama yorug'lik to'lqinining fazasini, ikkinchisi esa amplitudani belgilaydi. Oddiy, termodinamik muvozanatli muhitda yorug'lik zaiflashadi (so'riladi); lazerning faol ish muhitida xuddi shu nisbat shaklda yozilishi kerak.  , qayerda g - engil daromad, va belgisi a i belgilangan barcha yo'qotishlar faqat optik xususiyatga ega bo'lishi shart emas, nasos energiyasi. Keyin amplituda chegara holati quyidagicha qayta yozilgan:
yoki  . (16)
Shunday qilib, biz aniqladik zarur(9) va yetarli(16) yarimo'tkazgichli lazerni yaratish shartlari. Qiymati bilanoq daromad oshib ketadi yo'qotishlar(16) ning birinchi atamasi bilan aniqlangan qiymat bo'yicha, yorug'likni kuchaytirish darajalarning teskari populyatsiyasi bilan ishlaydigan muhitda boshlanadi. Daromadning qiymati nasos kuchiga yoki inyeksiya lazerlari uchun bir xil bo'lgan qiymatga bog'liq bo'ladi. ish oqimi. Yarimo'tkazgichli lazerlarning normal ish sohasida  va chiziqli ravishda ish oqimining kattaligiga bog'liq
. (17)
(16) va (17) uchun chegara oqimi olamiz:
, (18)
qayerdan orqali I 0 deb atalmish bilan belgilanadi. "Inversiya chegarasi" - yarimo'tkazgichdagi teskari populyatsiyaga erishilgan ish oqimining qiymati. Chunki odatda (18) dagi birinchi atama e'tibordan chetda qolishi mumkin.
Proportsionallik omili β lazerdan foydalanish uchun oddiy p-n o'tish va ishlab chiqarilgan, masalan, GaAs dan formula bo'yicha hisoblanishi mumkin
, (19)
qayerda E va D E - lazer nurlanishining spektral chizig'ining pozitsiyasi va yarmi kengligi.
18 formula bo'yicha hisoblash xona haroratida T = 300 K uchun bunday lazer uchun chegara oqim zichligi 5 ning juda yuqori qiymatlarini beradi. 10 4 A / sm 2, ya'ni. bunday lazerlarni yaxshi sovutish yoki qisqa pulslar bilan ishlatish mumkin. Shuning uchun, yuqorida ta'kidlanganidek, faqat 1970 yilda J.I. Alferov guruhi tomonidan yaratilgan. hetero-birikma lazerlari ruxsat berilgan 2 darajaga kamaytiring yarimo'tkazgichli lazerlarning chegara oqimlari, bu oxir-oqibat bu qurilmalarning elektronikada ommaviy qo'llanilishiga olib keldi.
Bunga qanday erishilganini tushunish uchun keling, batafsilroq ko'rib chiqaylik. yo'qotish tuzilishi yarimo'tkazgichli lazerlarda. o'ziga xos bo'lmagan har qanday lazer uchun umumiy, va printsipial jihatdan halokatli yo'qotishlar yo'qotishlar hisoblanishi kerak spontan o'tishlar va yo'qotishlar termalizatsiya.