Yarımkeçirici lazerin iş prinsipi

İş prinsipiyarımkeçirici lazer

Əvvəlcə yarımkeçirici lazerlər üçün parametr tələbləri təqdim olunur, əsasən aşağıdakı aspektləri əhatə edir:
1. Fotoelektrik performans: sönmə nisbəti, dinamik xətt eni və digər parametrlər daxil olmaqla, bu parametrlər rabitə sistemlərində yarımkeçirici lazerlərin performansına birbaşa təsir göstərir.
2. Struktur parametrlər: işıqlı ölçü və düzülüş, çıxarma sonunun tərifi, quraşdırma ölçüsü və kontur ölçüsü kimi.
3. Dalğa uzunluğu: Yarımkeçirici lazerin dalğa uzunluğu diapazonu 650~1650nm-dir və dəqiqliyi yüksəkdir.
4. Eşik cərəyanı (Ith) və işləmə cərəyanı (lop): Bu parametrlər yarımkeçirici lazerin işə salınma şərtlərini və iş vəziyyətini müəyyən edir.
5. Güc və gərginlik: Yarımkeçirici lazerin iş yerindəki gücünü, gərginliyini və cərəyanını ölçməklə, onların iş xüsusiyyətlərini anlamaq üçün PV, PI və IV əyriləri çəkilə bilər.

İş prinsipi
1. Qazanc şərtləri: Lazer mühitində (aktiv bölgədə) yük daşıyıcılarının inversiya paylanması müəyyən edilir. Yarımkeçiricidə elektronların enerjisi demək olar ki, davamlı enerji səviyyələri seriyası ilə təmsil olunur. Buna görə də, hissəcik sayının inversiyasına nail olmaq üçün yüksək enerji vəziyyətində keçiricilik zolağının altındakı elektronların sayı iki enerji zonası bölgəsi arasında aşağı enerji vəziyyətində valentlik zolağının yuxarısındakı dəliklərin sayından daha çox olmalıdır. Bu, homo və ya heterokeçid nöqtəsinə müsbət qərəz tətbiq etməklə və aşağı enerji valentlik zonasından daha yüksək enerji keçiricilik zonasına elektronları həyəcanlandırmaq üçün lazımi daşıyıcıları aktiv təbəqəyə yeritməklə əldə edilir. Tərs hissəcik populyasiya vəziyyətində çox sayda elektron dəliklərlə rekombinasiya edildikdə, stimullaşdırılmış emissiya baş verir.
2. Koherent stimullaşdırılmış şüalanmanı əldə etmək üçün stimullaşdırılmış şüalanma lazer rəqsi yaratmaq üçün optik rezonatorda bir neçə dəfə geri qaytarılmalıdır, lazerin rezonatoru yarımkeçirici kristalın təbii parçalanma səthi ilə güzgü kimi formalaşdırılır, adətən işığın ucuna yüksək əks etdirici çoxqatlı dielektrik təbəqə çəkilir və hamar səth azaldılmış əks etdirici təbəqə ilə örtülür. Fp boşluğu (Fabry-Perot boşluğu) yarımkeçirici lazer üçün FP boşluğu kristalın pn qovşağı müstəvisinə perpendikulyar olan təbii parçalanma müstəvisindən istifadə etməklə asanlıqla qurulur.
(3) Sabit bir salınım yaratmaq üçün lazer mühiti rezonatorun yaratdığı optik itkini və boşluq səthindən lazer çıxışının yaratdığı itkini kompensasiya etmək üçün kifayət qədər böyük bir qazanc təmin etməli və boşluqdakı işıq sahəsini daim artırmalıdır. Bunun kifayət qədər güclü bir cərəyan yeridilməsi olmalıdır, yəni kifayət qədər hissəcik sayı inversiyası olmalıdır, hissəcik sayı inversiyasının dərəcəsi nə qədər yüksəkdirsə, qazanc da bir o qədər böyükdür, yəni tələb müəyyən bir cərəyan eşik şərtinə cavab verməlidir. Lazer eşik həddini keçdikdə, müəyyən bir dalğa uzunluğuna malik işıq boşluqda rezonans yarada və gücləndirilə bilər və nəhayət lazer və davamlı bir çıxış əmələ gətirə bilər.

Performans tələbi
1. Modulyasiya zolağı və sürəti: yarımkeçirici lazerlər və onların modulyasiya texnologiyası simsiz optik rabitədə çox vacibdir və modulyasiya zolağı və sürəti rabitə keyfiyyətinə birbaşa təsir göstərir. Daxili modulyasiya olunmuş lazer (birbaşa modulyasiya edilmiş lazer) yüksək sürətli ötürmə qabiliyyəti və aşağı qiyməti səbəbindən optik lifli rabitənin müxtəlif sahələri üçün uyğundur.
2. Spektral xüsusiyyətlər və modulyasiya xüsusiyyətləri: Yarımkeçirici paylanmış əks əlaqə lazerləri (DFB lazeri) əla spektral xüsusiyyətlərinə və modulyasiya xüsusiyyətlərinə görə optik lifli rabitədə və kosmik optik rabitədə mühüm işıq mənbəyinə çevrilmişdir.
3. Qiymət və kütləvi istehsal: Yarımkeçirici lazerlər genişmiqyaslı istehsal və tətbiqlərin ehtiyaclarını ödəmək üçün aşağı qiymət və kütləvi istehsal üstünlüklərinə malik olmalıdır.
4. Enerji istehlakı və etibarlılıq: Məlumat mərkəzləri kimi tətbiq ssenarilərində yarımkeçirici lazerlər uzunmüddətli sabit işləməni təmin etmək üçün aşağı enerji istehlakı və yüksək etibarlılıq tələb edir.