Prinsip kerja laser semikonduktor

Prinsip kerja tinalaser semikonduktor

Mimitina, sarat parameter pikeun laser semikonduktor diwanohkeun, utamina kalebet aspék-aspék ieu:
1. Kinerja fotolistrik: kalebet rasio pareum, linewidth dinamis sareng parameter sanésna, parameter ieu langsung mangaruhan kinerja laser semikonduktor dina sistem komunikasi.
2. Parameter struktural: sapertos ukuran sareng susunan cahaya, definisi tungtung ékstraksi, ukuran pamasangan sareng ukuran garis luar.
3. Panjang gelombang: Rentang panjang gelombang laser semikonduktor nyaéta 650 ~ 1650nm, sareng akurasina luhur.
4. Arus ambang (Ith) sareng arus operasi (lop): Parameter ieu nangtukeun kaayaan ngamimitian sareng kaayaan kerja laser semikonduktor.
5. Daya sareng tegangan: Ku cara ngukur daya, tegangan sareng arus laser semikonduktor anu nuju dianggo, kurva PV, PI sareng IV tiasa digambar pikeun ngartos karakteristik kerjana.

Prinsip kerja
1. Kaayaan gain: Distribusi inversi pamawa muatan dina média lasing (daérah aktif) ditetepkeun. Dina semikonduktor, énergi éléktron digambarkeun ku runtuyan tingkat énergi anu ampir kontinyu. Ku alatan éta, jumlah éléktron di handapeun pita konduksi dina kaayaan énergi anu luhur kedah langkung ageung tibatan jumlah liang di luhur pita valénsi dina kaayaan énergi anu handap antara dua daérah pita énergi pikeun ngahontal inversi jumlah partikel. Ieu kahontal ku cara nerapkeun bias positif kana homojunction atanapi heterojunction sareng nyuntikkeun pamawa anu diperyogikeun kana lapisan aktif pikeun ngarangsang éléktron tina pita valénsi énergi anu langkung handap ka pita konduksi énergi anu langkung luhur. Nalika sajumlah ageung éléktron dina kaayaan populasi partikel anu dibalikkeun ngahiji deui sareng liang, émisi anu dirangsang lumangsung.
2. Pikeun sabenerna kéngingkeun radiasi anu dirangsang sacara koheren, radiasi anu dirangsang kedah dibalikkeun deui sababaraha kali dina resonator optik pikeun ngabentuk osilasi laser, resonator laser dibentuk ku permukaan beulah alami kristal semikonduktor salaku eunteung, biasana dilapis dina tungtung cahaya ku pilem dielektrik multilapisan pantulan anu luhur, sareng permukaan anu lemes dilapis ku pilem pantulan anu dikirangan. Pikeun laser semikonduktor rongga Fp (rongga Fabry-Perot), rongga FP tiasa gampang diwangun ku ngagunakeun bidang beulah alami anu tegak lurus kana bidang sambungan pn kristal.
(3) Pikeun ngabentuk osilasi anu stabil, média laser kedah tiasa nyayogikeun gain anu cekap ageung pikeun ngimbangan karugian optik anu disababkeun ku resonator sareng karugian anu disababkeun ku kaluaran laser tina permukaan rongga, sareng teras-terasan ningkatkeun médan cahaya dina rongga. Ieu kedah gaduh injeksi arus anu cekap kuat, nyaéta, aya inversi jumlah partikel anu cekap, beuki luhur tingkat inversi jumlah partikel, beuki ageung gain, nyaéta, saratna kedah nyumponan kaayaan ambang arus anu tangtu. Nalika laser ngahontal ambang, cahaya kalayan panjang gelombang khusus tiasa diresonansi dina rongga sareng dikuatkeun, sareng pamustunganana ngabentuk laser sareng kaluaran kontinyu.

Sarat kinerja
1. Lebar pita sareng laju modulasi: laser semikonduktor sareng téknologi modulasi na penting pisan dina komunikasi optik nirkabel, sareng lebar pita sareng laju modulasi langsung mangaruhan kualitas komunikasi. Laser anu dimodulasi sacara internal (laser anu dimodulasi langsung) cocog pikeun rupa-rupa widang dina komunikasi serat optik kusabab transmisina anu gancang sareng biaya anu murah.
2. Karakteristik spéktral sareng karakteristik modulasi: Laser eupan balik semikonduktor anu disebarkeunLaser DFB) parantos janten sumber cahaya anu penting dina komunikasi serat optik sareng komunikasi optik ruang angkasa kusabab karakteristik spéktral sareng karakteristik modulasi anu saé pisan.
3. Biaya sareng produksi massal: Laser semikonduktor kedah ngagaduhan kaunggulan biaya rendah sareng produksi massal pikeun minuhan kabutuhan produksi sareng aplikasi skala ageung.
4. Konsumsi daya sareng reliabilitas: Dina skénario aplikasi sapertos pusat data, laser semikonduktor meryogikeun konsumsi daya anu handap sareng reliabilitas anu luhur pikeun mastikeun operasi anu stabil jangka panjang.