Принцип на работа на полупроводнички ласер

Принцип на работа наполупроводнички ласер

Прво, се воведуваат параметрите за полупроводнички ласери, главно вклучувајќи ги следниве аспекти:
1. Фотоелектрични перформанси: вклучувајќи го соодносот на истребување, 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 големината и распоредот на светлината, дефиницијата на крајот на екстракција, големината на инсталацијата и големината на контурата.
3. Бранова должина: Опсегот на бранова должина на полупроводничкиот 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, може да се нацртаат PV, PI и IV криви за да се разберат нивните работни карактеристики.

Принцип на работа
1. Услови за засилување: Воспоставена е инверзна распределба на носителите на полнеж во ласерскиот медиум (активен регион). Во полупроводникот, енергијата на електроните е претставена со серија од речиси континуирани енергетски нивоа. Затоа, бројот на електрони на дното од спроводливата лента во состојбата со висока енергија мора да биде многу поголем од бројот на дупки на врвот од валентната лента во состојбата со ниска енергија помеѓу двата региони на енергетските ленти за да се постигне инверзија на бројот на честички. Ова се постигнува со примена на позитивно поларизирање на хомоспојката или хетероспојката и инјектирање на потребните носители во активниот слој за да се возбудат електроните од валентната лента со пониска енергија до спроводливата лента со повисока енергија. Кога голем број електрони во обратна состојба на популацијата на честички се рекомбинираат со дупки, се јавува стимулирана емисија.
2. За 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 обложено на крајот од светлината со повеќеслоен диелектричен филм со висока рефлексија, а мазната површина е обложена со филм со намалена рефлексија. За полупроводничкиот ласер со Fp шуплина (Fabry-Perot шуплина), FP шуплината може лесно да се конструира со користење на природната рамнина на расцепување нормална на pn спојната рамнина на кристалот.
(3) За да се формира стабилна осцилација, ласерскиот медиум мора да биде способен да обезбеди доволно големо засилување за да ги компензира оптичките загуби предизвикани од резонаторот и загубите предизвикани од излезот на ласерот од површината на празнината, и постојано да го зголемува светлосното поле во празнината. Ова мора да има доволно силно вбризгување на струја, односно да има доволно инверзија на бројот на честички, колку е поголем степенот на инверзија на бројот на честички, толку е поголемо засилувањето, односно барањето мора да исполни одреден услов за праг на струја. Кога ласерот ќе го достигне прагот, светлината со специфична бранова должина може да резонира во празнината и да се засили, и конечно да формира ласер и континуиран излез.

Потребни перформанси
1. Пропусен опсег и брзина на модулација: полупроводничките ласери и нивната технологија за модулација се клучни во безжичната оптичка комуникација, а пропусниот опсег и брзината на модулација 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 ниска цена.
2. Спектрални карактеристики и карактеристики на модулација: Полупроводнички дистрибуирани повратни ласери (DFB ласер) станаа важен извор на светлина во комуникацијата преку оптички влакна и вселенската оптичка комуникација поради нивните одлични спектрални карактеристики и карактеристики на модулација.
3. Цена и масовно производство: Полупроводничките ласери треба да ги имаат предностите на ниска цена и масовно производство за да ги задоволат потребите на производство и апликации во голем обем.
4. Потрошувачка на енергија и сигурност: Во сценарија на примена како што се центри за податоци, полупроводничките ласери бараат мала потрошувачка на енергија и висока сигурност за да се обезбеди долгорочно стабилно работење.