Prinsip kerja laser semikonduktor

Prinsip kerjaLaser semikonduktor

Pertama sekali, keperluan parameter untuk laser semikonduktor diperkenalkan, terutamanya termasuk aspek berikut:
1. Prestasi fotoelektrik: termasuk nisbah kepupusan, linewidth dinamik dan parameter lain, parameter ini secara langsung mempengaruhi prestasi laser semikonduktor dalam sistem komunikasi.
2. Parameter struktur: seperti saiz dan susunan bercahaya, definisi akhir pengekstrakan, saiz pemasangan dan saiz garis besar.
3. Panjang gelombang: Julat panjang gelombang laser semikonduktor adalah 650 ~ 1650nm, dan ketepatannya tinggi.
4. Awam ambang (ITH) dan semasa operasi (LOP): Parameter ini menentukan keadaan permulaan dan keadaan kerja laser semikonduktor.
5. Kuasa dan Voltan: Dengan mengukur kuasa, voltan dan arus laser semikonduktor di tempat kerja, lengkung PV, PI dan IV boleh ditarik untuk memahami ciri -ciri kerja mereka.

Prinsip kerja
1. Keadaan keuntungan: Pengagihan penyongsangan pembawa caj dalam medium lasing (rantau aktif) ditubuhkan. Dalam semikonduktor, tenaga elektron diwakili oleh satu siri tahap tenaga yang hampir berterusan. Oleh itu, bilangan elektron di bahagian bawah jalur pengaliran dalam keadaan tenaga yang tinggi mestilah lebih besar daripada bilangan lubang di bahagian atas jalur valensi dalam keadaan tenaga rendah di antara kedua -dua kawasan band tenaga untuk mencapai penyongsangan nombor zarah. Ini dicapai dengan menggunakan kecenderungan positif kepada homojunction atau heterojunction dan menyuntik pembawa yang diperlukan ke dalam lapisan aktif untuk merangsang elektron dari band valensi tenaga yang lebih rendah ke band konduksi tenaga yang lebih tinggi. Apabila sejumlah besar elektron dalam populasi zarah terbalik keadaan rekombin dengan lubang, pelepasan yang dirangsang berlaku.
2. Untuk benar -benar mendapatkan radiasi yang dirangsang oleh koheren, radiasi yang dirangsang mesti diberi makan beberapa kali dalam resonator optik untuk membentuk ayunan laser, resonator laser dibentuk oleh permukaan belahan semulajadi yang dilapisi oleh film. Bagi rongga FP (rongga fabry-perot) laser semikonduktor, rongga FP boleh dibina dengan mudah dengan menggunakan satah belahan semulajadi yang berserenjang dengan satah persimpangan PN kristal.
(3) Untuk membentuk ayunan yang stabil, medium laser mesti dapat memberikan keuntungan yang cukup besar untuk mengimbangi kerugian optik yang disebabkan oleh resonator dan kerugian yang disebabkan oleh output laser dari permukaan rongga, dan sentiasa meningkatkan medan cahaya dalam rongga. Ini mesti mempunyai suntikan semasa yang cukup kuat, iaitu, terdapat penyongsangan nombor zarah yang cukup, semakin tinggi tahap penyongsangan nombor zarah, semakin besar keuntungan, iaitu, keperluan mesti memenuhi keadaan ambang semasa tertentu. Apabila laser mencapai ambang, cahaya dengan panjang gelombang tertentu boleh digabungkan dalam rongga dan diperkuatkan, dan akhirnya membentuk output laser dan berterusan.

Keperluan prestasi
1. Bandwidth dan kadar modulasi: laser semikonduktor dan teknologi modulasi mereka adalah penting dalam komunikasi optik tanpa wayar, dan jalur lebar modulasi dan kadar secara langsung mempengaruhi kualiti komunikasi. Laser dimodulasi secara dalaman (laser secara langsung dimodulasi) sesuai untuk bidang yang berlainan dalam komunikasi serat optik kerana penghantaran kelajuan tinggi dan kos rendah.
2. Ciri -ciri Spektrum dan Ciri -ciri Modulasi: Semikonduktor Mengedarkan Laser Maklum Balas (DFB Laser) telah menjadi sumber cahaya penting dalam komunikasi serat optik dan komunikasi optik ruang kerana ciri -ciri spektrum dan ciri -ciri modulasi yang sangat baik.
3. Kos dan Pengeluaran Massa: Laser semikonduktor perlu mempunyai kelebihan kos rendah dan pengeluaran besar-besaran untuk memenuhi keperluan pengeluaran dan aplikasi berskala besar.
4. Penggunaan kuasa dan kebolehpercayaan: Dalam senario aplikasi seperti pusat data, laser semikonduktor memerlukan penggunaan kuasa yang rendah dan kebolehpercayaan yang tinggi untuk memastikan operasi stabil jangka panjang.