Принцип рада полупроводничког ласера

Принцип радаполупроводнички ласер

Пре свега, уводе се захтеви параметара за полупроводничке ласере, који углавном укључују следеће аспекте:
1. Фотоелектричне перформансе: укључујући однос екстинкције, динамичку ширину линије и друге параметре, ови параметри директно утичу на перформансе полупроводничких ласера ​​у комуникационим системима.
2. Структурни параметри: као што су светлећа величина и распоред, дефиниција краја екстракције, величина инсталације и величина обриса.
3. Таласна дужина: Опсег таласних дужина полупроводничког ласера ​​је 650 ~ 1650 нм, а тачност је висока.
4. Праг струје (Итх) и радна струја (лоп) : Ови параметри одређују услове покретања и радно стање полупроводничког ласера.
5. Снага и напон: Мерењем снаге, напона и струје полупроводничког ласера ​​на раду, ПВ, ПИ и ИВ криве се могу нацртати да би се разумеле њихове радне карактеристике.

Принцип рада
1. Услови појачања: Установљена је инверзиона дистрибуција носилаца наелектрисања у медијуму ласера ​​(активном региону). У полупроводнику, енергија електрона је представљена низом скоро непрекидних енергетских нивоа. Стога, број електрона на дну проводног појаса у високоенергетском стању мора бити много већи од броја рупа на врху валентног појаса у стању ниске енергије између два региона енергетског појаса да би се постигла инверзија број честице. Ово се постиже применом позитивне пристрасности на хомоспојницу или хетероспојницу и убризгавањем потребних носача у активни слој да би се побуђивали електрони из ниже енергетске валентне траке у појас проводљивости веће енергије. Када се велики број електрона у стању популације обрнутих честица рекомбинује са рупама, долази до стимулисане емисије.
2. Да би се заправо добило кохерентно стимулисано зрачење, стимулисано зрачење се мора вратити неколико пута у оптички резонатор да би се формирала ласерска осцилација, резонатор ласера ​​је формиран природном површином цепања полупроводничког кристала као огледало, обично обложена на крају светлости са вишеслојним диелектричним филмом високе рефлексије, а глатка површина је обложена смањеним рефлективним филмом. За полупроводнички ласер са Фп шупљином (Фабри-Перот цавити), ФП шупљина се може лако конструисати коришћењем природне равни цепања која је окомита на раван пн споја кристала.
(3) Да би се формирала стабилна осцилација, ласерски медијум мора бити у стању да обезбеди довољно велико појачање да компензује оптички губитак изазван резонатором и губитак изазван ласерским излазом са површине шупљине, и стално повећава светлосно поље у шупљини. Ово мора да има довољно јаку струјну ињекцију, то јест, постоји довољно инверзије броја честица, што је већи степен инверзије броја честица, то је веће појачање, односно захтев мора да испуни одређени услов струјног прага. Када ласер достигне праг, светлост са одређеном таласном дужином може резонирати у шупљини и појачати, и коначно формирати ласер и континуирани излаз.

Захтев за перформансама
1. Модулациони опсег и брзина: полупроводнички ласери и њихова модулациона технологија 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 комуникације оптичким влакнима због своје велике брзине преноса и ниске цене.
2. Спектралне карактеристике и карактеристике модулације: Полупроводнички дистрибуирани ласери са повратном спрегом (ДФБ ласер) су постали важан извор светлости у комуникацији оптичким влакнима и свемирској оптичкој комуникацији због својих одличних спектралних карактеристика и карактеристика модулације.
3. Трошкови и масовна производња: Полупроводнички ласери треба да имају предности ниске цене и масовне производње да 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 да би се обезбедио дуготрајан стабилан рад.