次の文章は、半導体レーザ(レーザダイオード)に関する記述である。
レーザダイオードは、図のような3層構造を成している。p形層とn形層に挟まれた層を(ア)層といい、この層は上部のp形層及び下部のn形層とは性質の異なる材料で作られている。前後の面は半導体結晶による自然な反射鏡になっている。
レーザダイオードに(イ)を流すと、(ア)層の自由電子が正孔と再結合して消滅するとき光を放出する。この光が二つの反射鏡の間に閉じ込められることによって、(ウ)放出が起き、同じ波長の光が多量に生じ、外部にその一部が出力される。光の特別な波長だけが共振状態となって(ウ)放出が誘起されるので、強い同位相のコヒーレントな光が得られる。
上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)及び(ウ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(4)。(ア):レーザダイオードの発光領域となる層は「活性層」と呼ばれます。
詳細解説
正解は(4)です。
・(ア):レーザダイオードの発光領域となる層は「活性層」と呼ばれます。ダブルヘテロ構造の中心部です。
・(イ):発光(再結合)を起こすためには、キャリアを注入する必要があり、「順電流(順バイアス)」を流します。
・(ウ):レーザ(LASER)の原理は Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation であり、これは「誘導放出」です。(LEDは自然放出)。
よって、活性・順電流・誘導の組み合わせである(4)が正解です。