Принцип на работа на полупроводнички ласер

Принцип на работа наполупроводнички ласер

Пред сè, се воведуваат барањата за параметри за полупроводнички ласери, главно вклучувајќи ги следните аспекти:
1. Фотоелектрични перформанси: вклучувајќи го односот на изумирање, динамичката ширина на линијата и други параметри, овие параметри директно влијаат на перформансите на полупроводничките ласери во комуникациските системи.
2. Структурни параметри: како што се прозрачна големина и распоред, дефиниција на крајот на екстракција, големина на инсталација и големина на контурите.
3. Бранова должина: опсегот на бранова должина на полупроводнички ласер е 650~1650nm, а точноста е висока.
4. Праг на струја (Ith) и работна струја (lop): Овие параметри ги одредуваат условите за стартување и работната состојба на полупроводничкиот ласер.
5. Моќност и напон: Со мерење на моќноста, напонот и струјата на полупроводничкиот ласер при работа, PV, PI и IV криви може да се нацртаат за да се разберат нивните работни карактеристики.

Принцип на работа
1. Услови за засилување: Воспоставена е инверзивна распределба на носителите на полнеж во медиумот за лази (активен регион). Во полупроводникот, енергијата на електроните е претставена со низа речиси континуирани нивоа на енергија. Според тоа, бројот на електрони на дното на проводниот опсег во високоенергетската состојба мора да биде многу поголем од бројот на дупки на врвот на валентниот опсег во ниско-енергетската состојба помеѓу двата региона на енергетскиот опсег за да се постигне инверзија на бројот на честички. Ова се постигнува со примена на позитивна пристрасност на хомоспојот или хетероспојот и инјектирање на потребните носители во активниот слој за да се возбудат електроните од пониската енергетска валентна лента до опсегот на поголема енергетска спроводливост. Кога голем број електрони во состојбата на популација на обратна честичка се рекомбинираат со дупки, се јавува стимулирана емисија.
2. Со цел всушност да се добие кохерентно стимулирано зрачење, стимулираното зрачење мора да се врати неколку пати во оптичкиот резонатор за да се формира ласерска осцилација, резонаторот на ласерот е формиран од природната површина на расцепување на полупроводничкиот кристал како огледало, обично обложена на крајот на светлината со повеќеслојна диелектрична фолија со висока рефлексија, а мазната површина е обложена со редуциран филм за рефлексија. За полупроводничкиот ласер Fp шуплина (шуплина Фабри-Перот), шуплината FP може лесно да се конструира со користење на природната рамнина на расцепување нормална на pn рамнината на спојување на кристалот.
(3) За да се формира стабилна осцилација, ласерскиот медиум мора да може да обезбеди доволно голема добивка за да ја компензира оптичката загуба предизвикана од резонаторот и загубата предизвикана од ласерскиот излез од површината на шуплината, и постојано да ја зголемува светлосно поле во шуплината. Ова мора да има доволно силно тековно вбризгување, односно има доволно инверзија на бројот на честички, колку е повисок степенот на инверзија на бројот на честички, толку е поголема добивката, односно барањето мора да исполнува одреден тековен праг услов. Кога ласерот ќе го достигне прагот, светлината со одредена бранова должина може да резонира во шуплината и да се засили, и на крајот да формира ласер и континуиран излез.

Услов за изведба
1. Модулациски опсег и брзина: полупроводничките ласери и нивната технологија за модулација се клучни во безжичната оптичка комуникација, а пропусниот опсег и брзината на модулацијата директно влијаат на квалитетот на комуникацијата. Внатрешно модулиран ласер (директно модулиран ласер) е погоден за различни полиња во комуникацијата со оптички влакна поради неговата голема брзина на пренос и ниската цена.
2. Спектрални карактеристики и карактеристики на модулација: Полупроводнички дистрибуирани повратни ласери (DFB ласер) станаа важен извор на светлина во комуникацијата со оптички влакна и вселенската оптичка комуникација поради нивните одлични спектрални карактеристики и модулациски карактеристики.
3. Цена и масовно производство: Полупроводничките ласери треба да ги имаат предностите на ниската цена и масовното производство за да ги задоволат потребите на производството и апликациите од големи размери.
4. Потрошувачка на енергија и доверливост: Во апликативните сценарија како што се центрите за податоци, полупроводничките ласери бараат мала потрошувачка на енергија и висока доверливост за да се обезбеди долгорочна стабилна работа.