Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng semiconductor laser

Prinsipyo ng pagtatrabaho ngSemiconductor laser

Una sa lahat, ang mga kinakailangan sa parameter para sa mga semiconductor laser ay ipinakilala, higit sa lahat kasama ang mga sumusunod na aspeto:
1. Pagganap ng Photoelectric: kabilang ang ratio ng pagkalipol, dynamic na linewidth at iba pang mga parameter, ang mga parameter na ito ay direktang nakakaapekto sa pagganap ng mga semiconductor lasers sa mga sistema ng komunikasyon.
2. Mga istruktura ng istruktura: tulad ng maliwanag na laki at pag -aayos, kahulugan ng pagtatapos ng pagtatapos, laki ng pag -install at laki ng balangkas.
3. Wavelength: Ang haba ng haba ng haba ng haba ng semiconductor laser ay 650 ~ 1650Nm, at mataas ang kawastuhan.
4. Threshold Kasalukuyang (ITH) at Operating Current (LOP): Natutukoy ng mga parameter na ito ang mga kondisyon ng pagsisimula at estado ng pagtatrabaho ng semiconductor laser.
5. Kapangyarihan at Boltahe: Sa pamamagitan ng pagsukat ng kapangyarihan, boltahe at kasalukuyang ng semiconductor laser sa trabaho, ang PV, PI at IV curves ay maaaring iguguhit upang maunawaan ang kanilang mga katangian ng pagtatrabaho.

Prinsipyo ng pagtatrabaho
1. Makakuha ng mga kondisyon: Ang pamamahagi ng pagbabalik ng mga carrier ng singil sa lasing medium (aktibong rehiyon) ay itinatag. Sa semiconductor, ang enerhiya ng mga electron ay kinakatawan ng isang serye ng halos tuluy -tuloy na antas ng enerhiya. Samakatuwid, ang bilang ng mga electron sa ilalim ng bandang pagpapadaloy sa mataas na estado ng enerhiya ay dapat na mas malaki kaysa sa bilang ng mga butas sa tuktok ng valence band sa mababang estado ng enerhiya sa pagitan ng dalawang rehiyon ng banda ng enerhiya upang makamit ang pag -iikot ng bilang ng butil. Nakamit ito sa pamamagitan ng pag -apply ng isang positibong bias sa homojunction o heterojunction at pag -iniksyon ng mga kinakailangang carrier sa aktibong layer upang ma -excite ang mga electron mula sa mas mababang band ng valence band hanggang sa mas mataas na bandang pagpapadaloy ng enerhiya. Kapag ang isang malaking bilang ng mga electron sa baligtad na butil ng estado ng populasyon ng recombine na may mga butas, nangyayari ang pinasigla na paglabas.
2. Upang aktwal na makakuha ng magkakaugnay na stimulated radiation, ang stimulated radiation ay dapat na pakainin nang maraming beses sa optical resonator upang mabuo ang laser oscillation, ang resonator ng laser ay nabuo ng natural na cleavage na ibabaw ng semiconductor crystal bilang isang salamin, na karaniwang naka -plate sa dulo ng ilaw na may isang mataas na pagmuni -muni na multilayer dielectric film, at ang makinis na ibabaw ay plato na may isang mabagal na salamin ng multilayer dielectric film, at ang makinis na ibabaw ay plato na may isang mabagal na salamin na salamin ng multilayer na film. Para sa lukab ng FP (fabry-perot na lukab) semiconductor laser, ang lukab ng FP ay madaling maitayo sa pamamagitan ng paggamit ng natural na eroplano ng cleavage na patayo sa PN junction eroplano ng kristal.
(3) Upang makabuo ng isang matatag na pag -oscillation, ang medium ng laser ay dapat magbigay ng isang malaking sapat na pakinabang upang mabayaran ang optical loss na dulot ng resonator at ang pagkawala na dulot ng laser output mula sa ibabaw ng lukab, at patuloy na madaragdagan ang ilaw na patlang sa lukab. Ito ay dapat magkaroon ng isang malakas na sapat na kasalukuyang iniksyon, iyon ay, mayroong sapat na pag -iikot ng bilang ng butil, mas mataas ang antas ng pag -iikot ng bilang ng butil, mas malaki ang pakinabang, iyon ay, ang kahilingan ay dapat matugunan ang isang tiyak na kasalukuyang kondisyon ng threshold. Kapag ang laser ay umabot sa threshold, ang ilaw na may isang tiyak na haba ng haba ay maaaring ma -resonate sa lukab at pinalakas, at sa wakas ay bumubuo ng isang laser at tuluy -tuloy na output.

Kinakailangan sa Pagganap
1. Modulation bandwidth at rate: Ang mga semiconductor laser at ang kanilang teknolohiya ng modulation ay mahalaga sa wireless optical na komunikasyon, at ang modulation bandwidth at rate na direktang nakakaapekto sa kalidad ng komunikasyon. Panloob na modulated laser (direktang modulated laser) ay angkop para sa iba't ibang mga patlang sa optical fiber na komunikasyon dahil sa mataas na bilis ng paghahatid at mababang gastos.
2. Mga Katangian ng Spectral at Mga Katangian ng Modulasyon: Ang Semiconductor ay ipinamamahagi ng mga laser ng feedback (DFB laser) ay naging isang mahalagang mapagkukunan ng ilaw sa optical fiber na komunikasyon at puwang ng optical na komunikasyon dahil sa kanilang mahusay na mga katangian ng parang multo at mga katangian ng modulation.
3. Paggawa ng Gastos at Mass: Kailangang magkaroon ng mga pakinabang ng mababang gastos at paggawa ng masa upang matugunan ang mga pangangailangan ng malakihang paggawa at mga aplikasyon.
4. Ang pagkonsumo ng kuryente at pagiging maaasahan: Sa mga senaryo ng aplikasyon tulad ng mga sentro ng data, ang mga laser ng semiconductor ay nangangailangan ng mababang pagkonsumo ng kuryente at mataas na pagiging maaasahan upang matiyak ang pangmatagalang matatag na operasyon.