Veikimo principaspuslaidininkinis lazeris
Visų pirma, pateikiami puslaidininkinių lazerių parametrų reikalavimai, daugiausia apimantys šiuos aspektus:
1. Fotoelektrinės charakteristikos: įskaitant ekstinkcijos koeficientą, dinaminį linijos plotį ir kitus parametrus, šie parametrai tiesiogiai veikia puslaidininkinių lazerių veikimą ryšių sistemose.
2. Struktūriniai parametrai: tokie kaip šviesos dydis ir išdėstymas, ištraukimo galo apibrėžimas, įrengimo dydis ir kontūro dydis.
3. Bangos ilgis: puslaidininkinio lazerio bangos ilgio diapazonas yra 650–1650 nm, o tikslumas didelis.
4. Slenkstinė srovė (Ith) ir darbinė srovė (lop) : šie parametrai nustato puslaidininkinio lazerio paleidimo sąlygas ir darbo būseną.
5. Galia ir įtampa: matuojant puslaidininkinio lazerio galią, įtampą ir srovę, galima nubrėžti PV, PI ir IV kreives, kad būtų galima suprasti jų veikimo charakteristikas.
Darbo principas
1. Stiprinimo sąlygos: Nustatytas krūvininkų inversinis pasiskirstymas lazerio terpėje (aktyviojoje srityje). Puslaidininkyje elektronų energiją vaizduoja beveik nenutrūkstamų energijos lygių serija. Todėl elektronų skaičius laidumo juostos apačioje didelės energijos būsenoje turi būti daug didesnis nei skylių skaičius valentinės juostos viršuje esant mažos energijos būsenai tarp dviejų energijos juostos regionų, kad būtų pasiekta inversija. dalelių skaičius. Tai pasiekiama pritaikius teigiamą poslinkį homojunkcijai arba heterojungčiai ir į aktyvųjį sluoksnį įpurškiant reikiamus nešiklius, kad sužadintų elektronus iš žemesnės energijos valentinės juostos į aukštesnės energijos laidumo juostą. Kai didelis skaičius elektronų atvirkštinės dalelių populiacijos būsenoje rekombinuojasi su skylėmis, atsiranda stimuliuojama emisija.
2. Norint iš tikrųjų gauti koherentinę stimuliuojamą spinduliuotę, stimuliuojama spinduliuotė turi būti kelis kartus grąžinama atgal į optinį rezonatorių, kad susidarytų lazerio virpesiai, lazerio rezonatorių sudaro natūralus puslaidininkinio kristalo skilimo paviršius kaip veidrodis, paprastai šviesos galas padengtas didelio atspindžio daugiasluoksne dielektrine plėvele, o lygus paviršius padengtas sumažinta atspindžio plėvele. Fp ertmės (Fabry-Perot ertmės) puslaidininkiniam lazeriui FP ertmę galima lengvai sukurti naudojant natūralią skilimo plokštumą, statmeną kristalo pn sandūros plokštumai.
(3) Kad susidarytų stabilus svyravimas, lazerio terpė turi turėti pakankamai didelį stiprinimą, kad kompensuotų optinius nuostolius, kuriuos sukelia rezonatorius, ir nuostolius, kuriuos sukelia lazerio išvestis iš ertmės paviršiaus, ir nuolat didinti šviesos laukas ertmėje. Tai turi turėti pakankamai stiprią srovės įpurškimą, tai yra, yra pakankamai dalelių skaičiaus inversijos, kuo didesnis dalelių skaičiaus inversijos laipsnis, tuo didesnis stiprinimas, tai yra, reikalavimas turi atitikti tam tikrą srovės slenkstinę sąlygą. Kai lazeris pasiekia slenkstį, tam tikro bangos ilgio šviesa gali būti rezonuojama ertmėje ir sustiprinta, o galiausiai suformuoja lazerį ir nuolatinį išėjimą.
Našumo reikalavimas
1. Moduliacijos dažnių juostos plotis ir sparta: puslaidininkiniai lazeriai ir jų moduliavimo technologija yra labai svarbūs belaidžio optinio ryšio metu, o moduliacijos pralaidumas ir sparta tiesiogiai veikia ryšio kokybę. Viduje moduliuotas lazeris (tiesiogiai moduliuojamas lazeris) tinka skirtingoms optinio pluošto ryšio sritims dėl didelio perdavimo greičio ir mažų sąnaudų.
2. Spektrinės charakteristikos ir moduliavimo charakteristikos: puslaidininkiniai paskirstyto grįžtamojo ryšio lazeriai (DFB lazeris) dėl puikių spektrinių charakteristikų ir moduliavimo savybių tapo svarbiu šviesos šaltiniu optinio pluošto ir erdvės optinio ryšio srityje.
3. Sąnaudos ir masinė gamyba: puslaidininkiniai lazeriai turi turėti mažų sąnaudų ir masinės gamybos pranašumus, kad atitiktų didelio masto gamybos ir pritaikymo poreikius.
4. Energijos suvartojimas ir patikimumas: naudojant tokius scenarijus kaip duomenų centrai, puslaidininkiniai lazeriai reikalauja mažo energijos suvartojimo ir didelio patikimumo, kad būtų užtikrintas ilgalaikis stabilus veikimas.
Paskelbimo laikas: 2024-09-19