Ярымүткәргеч лазерның эш принцибы

Эш принцибыярымүткәргеч лазер

Беренчедән, ярымүткәргеч лазерлар өчен параметр таләпләре кертелә, алар, нигездә, түбәндәге аспектларны үз эченә ала:
1. Фотоэлектрик эшчәнлек: сүнү коэффициентын, динамик сызык киңлеген һәм башка параметрларны кертеп, бу параметрлар элемтә системаларында ярымүткәргеч лазерларның эшчәнлегенә турыдан-туры йогынты ясый.
2. Конструктив параметрлар: мәсәлән, яктырткыч зурлыгы һәм урнашуы, чыгару очын билгеләү, урнаштыру зурлыгы һәм контур зурлыгы.
3. Дулкын озынлыгы: Ярымүткәргеч лазерның дулкын озынлыгы диапазоны 650 ~ 1650 нм, һәм төгәллеге югары.
4. Чик тогы (Ith) һәм эш тогы (lop): Бу параметрлар ярымүткәргеч лазерның эшләтеп җибәрү шартларын һәм эш халәтен билгели.
5. Көч һәм көчәнеш: Ярымүткәргеч лазерның эш вакытында көчен, көчәнешен һәм тогын үлчәү юлы белән, аларның эш үзенчәлекләрен аңлау өчен PV, PI һәм IV кәкреләрен сызып була.

Эш принцибы
1. Көчәйтү шартлары: Ялкынлы мохиттә (актив өлкәдә) заряд ташучыларның инверсия бүленеше билгеләнә. Ярымүткәргечтә электроннар энергиясе диярлек өзлексез энергия дәрәҗәләре сериясе белән күрсәтелә. Шуңа күрә, кисәкчәләр санының инверсиясенә ирешү өчен, югары энергия халәтендәге үткәрүчәнлек зонасының аскы өлешендәге электроннар саны ике энергия зонасы өлкәсе арасындагы түбән энергия халәтендәге валентлык зонасының өске өлешендәге тишекләр саныннан күпкә зуррак булырга тиеш. Моңа гомоҗепкә яки гетероҗепкә уңай тайпылыш куллану һәм түбән энергия валентлык зонасыннан югарырак энергия үткәрүчәнлек зонасына электроннарны кузгату өчен кирәкле йөртүчеләрне актив катламга кертү юлы белән ирешелә. Кире кисәкчәләр популяциясе халәтендәге күп санлы электроннар тишекләр белән рекомбинацияләнгәндә, стимуллаштырылган нурланыш барлыкка килә.
2. Чынлыкта когерент стимуллаштырылган нурланыш алу өчен, стимуллаштырылган нурланыш лазер тирбәнешен барлыкка китерү өчен оптик резонаторда берничә тапкыр кире кайтарылырга тиеш, лазер резонаторы ярымүткәргеч кристаллның табигый бүленеш өслеге белән көзге рәвешендә формалаша, гадәттә яктылык очына югары чагылышлы күп катламлы диэлектрик пленка белән каплана, ә тигез өслек киметелгән чагылыш пленкасы белән каплана. Fp куышлыгы (Фабри-Перо куышлыгы) ярымүткәргеч лазеры өчен FP куышлыгын кристаллның pn тоташу яссылыгына перпендикуляр табигый бүленеш яссылыгы ярдәмендә җиңел генә төзергә мөмкин.
(3) Тотрыклы тирбәнеш барлыкка китерү өчен, лазер мохите резонатор китергән оптик югалтуны һәм бушлык өслегеннән лазер чыгару нәтиҗәсендә килеп чыккан югалтуны компенсацияләү өчен җитәрлек зур көчәйтү бирә алырга һәм бушлыктагы яктылык кырын даими арттырырга тиеш. Моның өчен җитәрлек көчле ток инъекциясе булырга тиеш, ягъни кисәкчәләр саны инверсиясе җитәрлек булырга тиеш, кисәкчәләр саны инверсиясе дәрәҗәсе югарырак булган саен, көчәйтү дә зуррак булырга тиеш, ягъни таләп билгеле бер ток бусагасы шартына туры килергә тиеш. Лазер бусагага җиткәч, билгеле бер дулкын озынлыгы булган яктылык бушлыкта резонанс тудырырга һәм көчәйтергә мөмкин, һәм ниһаять, лазер һәм өзлексез чыгару барлыкка китерә ала.

Эшчәнлек таләбе
1. Модуляция полосасы киңлеге һәм тизлеге: ярымүткәргеч лазерлар һәм аларның модуляция технологиясе сымсыз оптик элемтәдә бик мөһим, һәм модуляция полосасы киңлеге һәм тизлеге турыдан-туры элемтә сыйфатына тәэсир итә. Эчке модуляцияләнгән лазер (турыдан-туры модуляцияләнгән лазер) югары тизлекле тапшыру һәм түбән бәя аркасында оптик җепселле элемтәнең төрле өлкәләре өчен яраклы.
2. Спектраль характеристикалар һәм модуляция характеристикалары: Ярымүткәргечле таратылган кире элемтә лазерлары (DFB лазеры) үзләренең искиткеч спектраль үзенчәлекләре һәм модуляция үзенчәлекләре аркасында оптик җепселле элемтәдә һәм космик оптик элемтәдә мөһим яктылык чыганагына әйләнделәр.
3. Чыгымнар һәм күпләп җитештерү: Ярымүткәргеч лазерлар зур күләмле җитештерү һәм куллану ихтыяҗларын канәгатьләндерү өчен түбән бәяле һәм күпләп җитештерү өстенлекләренә ия булырга тиеш.
4. Энергия куллану һәм ышанычлылык: Мәгълүмат үзәкләре кебек куллану сценарийларында, ярымүткәргеч лазерлар озак вакытлы тотрыклы эшләүне тәэмин итү өчен аз энергия куллану һәм югары ышанычлылык таләп итә.