Жартылай өткізгішті лазердің жұмыс принципі

жұмыс принципіжартылай өткізгіш лазер

Ең алдымен, жартылай өткізгіш лазерлерге қойылатын параметр талаптары енгізіледі, негізінен келесі аспектілерді қамтиды:
1. Фотоэлектрлік өнімділік: сөну коэффициентін, динамикалық желі енін және басқа параметрлерді қоса алғанда, бұл параметрлер байланыс жүйелеріндегі жартылай өткізгіш лазерлердің өнімділігіне тікелей әсер етеді.
2. Құрылымдық параметрлер: жарық мөлшері мен орналасуы, шығару соңы анықтамасы, орнату өлшемі және контур өлшемі.
3. Толқын ұзындығы: жартылай өткізгіш лазердің толқын ұзындығы диапазоны 650 ~ 1650 нм және дәлдігі жоғары.
4. Шекті ток (Ith) және жұмыс тогы (lop) : Бұл параметрлер жартылай өткізгіш лазердің іске қосылу жағдайларын және жұмыс күйін анықтайды.
5. Қуат және кернеу: жұмыс кезінде жартылай өткізгіш лазердің қуатын, кернеуін және тогын өлшеу арқылы олардың жұмыс сипаттамаларын түсіну үшін PV, PI және IV қисықтарын салуға болады.

Жұмыс принципі
1. Алу шарттары: Лазингтік ортада (белсенді аймақ) заряд тасымалдаушылардың инверсиялық таралуы белгіленген. Жартылай өткізгіште электрондардың энергиясы үздіксіз дерлік энергия деңгейлерінің тізбегі арқылы берілген. Демек, инверсияға қол жеткізу үшін жоғары энергетикалық күйдегі өткізгіштік зонаның төменгі жағындағы электрондар саны энергияның екі аймағы арасындағы төмен энергия күйіндегі валенттік аймақтың жоғарғы жағындағы саңылаулар санынан әлдеқайда көп болуы керек. бөлшек нөмірі. Бұған гомо-қосылуға немесе гетероқосылуға оң ығысуды қолдану және энергияның төменгі валенттілік аймағынан жоғары энергия өткізгіштік аймағына электрондарды қоздыру үшін белсенді қабатқа қажетті тасымалдаушыларды енгізу арқылы қол жеткізіледі. Кері бөлшектердің популяциялық күйіндегі электрондардың көп саны саңылаулармен рекомбинацияланған кезде ынталандырылған эмиссия пайда болады.
2. Когерентті ынталандырылған сәулеленуді нақты алу үшін, лазерлік тербеліс қалыптастыру үшін ынталандырылған сәулеленуді оптикалық резонаторға бірнеше рет қайтару керек, лазердің резонаторы айна ретінде жартылай өткізгіш кристалдың табиғи бөліну беті арқылы қалыптасады, әдетте жарықтың ұшын шағылыстыруы жоғары көп қабатты диэлектрлік пленкамен, ал тегіс беті азайтылған шағылыстырғыш пленкамен қапталған. Fp қуысы (Фабри-Перот қуысы) жартылай өткізгіш лазері үшін FP қуысын кристалдың pn түйісу жазықтығына перпендикуляр табиғи бөліну жазықтығы арқылы оңай салуға болады.
(3) Тұрақты тербеліс қалыптастыру үшін лазер ортасы резонатордан туындаған оптикалық жоғалтуды және қуыс бетінен лазердің шығуынан туындаған жоғалтуды өтеу үшін жеткілікті үлкен күшейтуді қамтамасыз ете алуы керек және қуыстағы жарық өрісі. Бұл жеткілікті күшті ток инъекциясына ие болуы керек, яғни бөлшектер санының инверсиясы жеткілікті, бөлшектер санының инверсиясының дәрежесі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жоғары пайда болады, яғни талап белгілі бір ток шекті шартына сай болуы керек. Лазер шекке жеткенде, белгілі бір толқын ұзындығы бар жарық қуыста резонанс тудыруы және күшейтілуі мүмкін, соңында лазерді және үздіксіз шығысты құрайды.

Өнімділік талабы
1. Модуляция өткізу қабілеттілігі мен жылдамдығы: жартылай өткізгіш лазерлер және олардың модуляция технологиясы сымсыз оптикалық байланыста шешуші мәнге ие және модуляция өткізу қабілеттілігі мен жылдамдығы байланыс сапасына тікелей әсер етеді. Ішкі модуляцияланған лазер (тікелей модуляцияланған лазер) жоғары жылдамдықты беріліс пен төмен құнына байланысты оптикалық талшықты байланыстың әртүрлі өрістеріне қолайлы.
2. Спектрлік сипаттамалар және модуляция сипаттамалары: Жартылай өткізгішті таратылған кері байланыс лазерлері(DFB лазері) тамаша спектрлік сипаттамалары мен модуляция сипаттамаларына байланысты талшықты оптикалық байланыс пен ғарыштық оптикалық байланыста маңызды жарық көзіне айналды.
3. Құны және жаппай өндіріс: Жартылай өткізгіш лазерлер ауқымды өндіріс пен қолданбалардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін төмен шығындар мен жаппай өндірістің артықшылықтарына ие болуы керек.
4. Қуатты тұтыну және сенімділік: Деректер орталықтары сияқты қолданбалы сценарийлерде жартылай өткізгіш лазерлер ұзақ мерзімді тұрақты жұмысты қамтамасыз ету үшін аз қуат тұтынуды және жоғары сенімділікті қажет етеді.