Delovno načelo polprevodniškega laserja

Delovno načelopolprevodniški laser

Najprej so uvedene zahteve parametrov za polprevodniške laserje, v glavnem vključno z naslednjimi vidiki:
1. fotoelektrična zmogljivost: vključno z razmerjem izumrtja, dinamično širino linije in drugimi parametri, ti parametri neposredno vplivajo na delovanje polprevodniških laserjev v komunikacijskih sistemih.
2. Strukturni parametri: kot so svetlobna velikost in razporeditev, ekstrakcijska končna definicija, velikost namestitve in velikost orisa.
3. Valovna dolžina: območje valovne dolžine polprevodniškega laserja je 650 ~ 1650nm, natančnost pa visoka.
4. Prag toka (ITH) in delovni tok (LOP): Ti parametri določajo zagonske pogoje in delovno stanje polprevodniškega laserja.
5. Moč in napetost: Z merjenjem moči, napetosti in toka polprevodniškega laserja pri delu lahko PV, PI in IV krivulje potegnemo, da razumejo njihove delovne značilnosti.

Delovno načelo
1. Pogoji dobička: Vzpostavljena je inverzijska porazdelitev nosilcev naboja v mediju za lasing (aktivno regijo). V polprevodniku je energija elektronov predstavljena z nizom skoraj neprekinjenih ravni energije. Zato mora biti število elektronov na dnu prevodnega pasu v visokoenergetskem stanju veliko večje od števila lukenj na vrhu valenčnega pasu v stanju z nizko energijo med obema območjem energijskega pasu, da doseže inverzijo števila delcev. To dosežemo z uporabo pozitivne pristranskosti na homojunkcijo ali heterojunkcijo in vbrizgavanjem potrebnih nosilcev v aktivno plast vzbujajo elektrone iz nižjega energijskega valenčnega pasu do večje energijske prevodne pas. Kadar se veliko število elektronov v populaciji populacije obrnjenih delcev rekombinira z luknjami, pride do stimulirane emisije.
2. Da bi dejansko pridobili koherentno stimulirano sevanje, je treba stimulirano sevanje večkrat dovajati v optičnem resonatorju, da tvori lasersko nihanje, resonator laserja nastane z naravno cepljeno površino polprevodniškega kristala kot zrcalo, ki je na koncu refleksije, ki je ponavadi na koncu refleksije, ki je ponavadi z visokim refleksnim filmom. Za polprevodniško laser FP (Fabry-Perot votlina) lahko vdolbino FP zlahka konstruiramo z uporabo naravne cepilne ravnine, pravokotno na PN stičišče kristala.
(3) Za oblikovanje stabilnega nihanja mora biti laserski medij sposoben zagotoviti dovolj velik dobiček, da kompenzira optično izgubo, ki jo je povzročil resonator, in izgubo, ki jo povzroči laserski izhod s površine votline, in nenehno povečati svetlobno polje v votlini. To mora imeti dovolj močne trenutne injekcije, to je, da je dovolj inverzije števila delcev, višja je stopnja inverzije števila delcev, večji je dobiček, to je, da mora zahteva izpolnjevati določeno stanje praga. Ko laser doseže prag, lahko svetlobo s specifično valovno dolžino odmevamo v votlino in ojačamo ter na koncu tvorimo laser in neprekinjen izhod.

Zahteva za uspešnost
1. Modulacijska pasovna širina in hitrost: polprevodniški laserji in njihova modulacijska tehnologija sta ključnega pomena pri brezžični optični komunikaciji, modulacijska pasovna širina in hitrost pa neposredno vplivata na kakovost komunikacije. Notranje moduliran laser (neposredno moduliran laser) je primerna za različna polja v komunikaciji z optičnimi vlakni zaradi prenosa visoke hitrosti in nizkih stroškov.
2. spektralne značilnosti in modulacijske značilnosti: polprevodniški porazdeljeni povratni laserji (DFB laser) so postali pomemben vir svetlobe v komunikaciji z optičnimi vlakni in vesoljski optični komunikaciji zaradi njihovih odličnih spektralnih lastnosti in modulacijskih lastnosti.
3. Stroški in množična proizvodnja: Polprevodniški laserji morajo imeti prednosti nizkih stroškov in množične proizvodnje, da bodo zadovoljili potrebe velike proizvodnje in aplikacij.
4. Poraba in zanesljivost energije: V scenarijih uporabe, kot so podatkovni centri, polprevodniški laserji potrebujejo nizko porabo energije in visoko zanesljivost, da se zagotovi dolgoročno stabilno delovanje.