Принцип радаполупроводнички ласер
Пре свега, уводе се захтеви за параметре полупроводничких ласера, који углавном укључују следеће аспекте:
1. Фотоелектричне перформансе: укључујући коефицијент екстинкције, динамичку ширину линије и друге параметре, ови параметри директно утичу на перформансе полупроводничких ласера у комуникационим системима.
2. Структурни параметри: као што су величина и распоред светла, дефиниција краја екстракције, величина инсталације и величина обриса.
3. Таласна дужина: Опсег таласних дужина полупроводничког ласера је 650~1650nm, а тачност је висока.
4. Праг струје (Ith) и радна струја (lop): Ови параметри одређују услове покретања и радно стање полупроводничког ласера.
5. Снага и напон: Мерењем снаге, напона и струје полупроводничког ласера у раду, могу се нацртати PV, PI и IV криве како би се разумеле њихове радне карактеристике.
Принцип рада
1. Услови појачања: Успостављена је инверзна расподела носилаца наелектрисања у ласерском медијуму (активна област). У полупроводнику, енергија електрона је представљена низом скоро континуираних енергетских нивоа. Стога, број електрона на дну проводне зоне у стању високе енергије мора бити много већи од броја шупљина на врху валентне зоне у стању ниске енергије између две области енергетске зоне да би се постигла инверзија броја честица. Ово се постиже применом позитивног напона на хомо- или хетеро-спој и убризгавањем потребних носилаца у активни слој да би се побудили електрони из валентне зоне ниже енергије у проводну зону више енергије. Када се велики број електрона у стању обрнуте популације честица рекомбинује са шупљинама, долази до стимулисане емисије.
2. Да би се заправо добило кохерентно стимулисано зрачење, стимулисано зрачење мора бити неколико пута враћено у оптички резонатор да би се формирале ласерске осцилације. Резонатор ласера је формиран природном површином цепања полупроводничког кристала као огледало, обично пресвучено на крају светлости вишеслојним диелектричним филмом високе рефлексије, а глатка површина је пресвучена филмом смањене рефлексије. За Fp шупљину (Фабри-Пероова шупљина) полупроводничког ласера, FP шупљина се може лако конструисати коришћењем природне равни цепања нормалне на раван pn споја кристала.
(3) Да би се формирала стабилна осцилација, ласерски медијум мора бити у стању да обезбеди довољно велико појачање да би компензовао оптичке губитке узроковане резонатором и губитке узроковане ласерским излазом са површине шупљине, и стално повећавао светлосно поље у шупљини. Ово мора имати довољно јаку убризгану струју, односно да постоји довољна инверзија броја честица, што је већи степен инверзије броја честица, то је веће појачање, односно да се мора испунити одређени услов прага струје. Када ласер достигне праг, светлост одређене таласне дужине може резоновати у шупљини и појачати се, и коначно формирати ласерски и континуирани излаз.
Захтев за перформансе
1. Пропусни опсег и брзина модулације: полупроводнички ласери и њихова технологија модулације су кључни у бежичној оптичкој комуникацији, а пропусни опсег и брзина модулације директно утичу на квалитет комуникације. Интерно модулисани ласер (директно модулисани ласер) је погодан за различите области оптичке комуникације због велике брзине преноса и ниске цене.
2. Спектралне карактеристике и карактеристике модулације: Полупроводнички ласери са дистрибуираном повратном спрегом (ДФБ ласер) постали су важан извор светлости у оптичкој комуникацији и свемирској оптичкој комуникацији због својих одличних спектралних карактеристика и модулационих карактеристика.
3. Трошкови и масовна производња: Полупроводнички ласери морају имати предности ниске цене и масовне производње како би задовољили потребе производње и примене великих размера.
4. Потрошња енергије и поузданост: У сценаријима примене као што су центри података, полупроводнички ласери захтевају ниску потрошњу енергије и високу поузданост како би се осигурао дугорочни стабилан рад.
Време објаве: 19. септембар 2024.