Yarımkeçirici lazerin iş prinsipi

iş prinsipiyarımkeçirici lazer

İlk növbədə, yarımkeçirici lazerlər üçün parametr tələbləri təqdim olunur, əsasən aşağıdakı aspektləri əhatə edir:
1. Fotoelektrik performans: sönmə nisbəti, dinamik xəttin genişliyi və digər parametrlər daxil olmaqla, bu parametrlər rabitə sistemlərində yarımkeçirici lazerlərin işinə birbaşa təsir göstərir.
2. Struktur parametrlər: işıq ölçüsü və düzülüşü, hasilat 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 şəraitini və iş vəziyyətini müəyyən edir.
5. Güc və gərginlik: İş yerində yarımkeçirici lazerin gücünü, gərginliyini və cərəyanını ölçməklə, onların iş xüsusiyyətlərini başa düşmək üçün PV, PI və IV əyriləri çəkmək olar.

İş prinsipi
1. Qazanma şərtləri: Lasing mühitində (aktiv bölgədə) yük daşıyıcılarının inversiya paylanması qurulur. Yarımkeçiricilərdə elektronların enerjisi bir sıra demək olar ki, davamlı enerji səviyyələri ilə təmsil olunur. Buna görə də, yüksək enerji vəziyyətində keçiricilik zolağının altındakı elektronların sayı, hissəcik nömrəsinin inversiyasına nail olmaq üçün iki enerji bandı bölgəsi arasında aşağı enerji vəziyyətində valentlik zolağının yuxarı hissəsindəki dəliklərin sayından xeyli çox olmalıdır. Bu, homo-qovşaq və ya heteroqovuşmaya müsbət meyl tətbiq etməklə və elektronları aşağı enerji valentlik zolağından daha yüksək enerji keçirmə zolağına həyəcanlandırmaq üçün lazımi daşıyıcıları aktiv təbəqəyə yeritməklə əldə edilir. Ters hissəcik populyasiya vəziyyətində çox sayda elektron deşiklərlə rekombinasiya edildikdə, stimullaşdırılmış emissiya baş verir.
2. Koherent stimullaşdırılmış radiasiyanı faktiki əldə etmək üçün lazer salınımını yaratmaq üçün stimullaşdırılmış radiasiya bir neçə dəfə optik rezonatorda geri qaytarılmalıdır, lazerin rezonatoru yarımkeçirici kristalın təbii parçalanma səthindən güzgü kimi formalaşır, adətən işığın ucunda yüksək əks etdirici ilə örtülür, hamar bir şəkildə əks etdirən film təbəqəsi ilə örtülür və azaldılmış plyonka ilə örtülür. Fp boşluğu (Fabry-Perot boşluğu) yarımkeçirici lazer üçün FP boşluğu kristalın pn birləşmə müstəvisinə perpendikulyar olan təbii parçalanma müstəvisindən istifadə etməklə asanlıqla tikilə bilər.
(3) Sabit salınım yaratmaq üçün lazer mühiti rezonatorun yaratdığı optik itkini və boşluq səthindən lazer çıxışı nəticəsində yaranan itkini kompensasiya etmək üçün kifayət qədər böyük qazanc təmin etməli və boşluqda işıq sahəsini daim artırmalıdır. Bu, kifayət qədər güclü cərəyan inyeksiyasına malik olmalıdır, yəni kifayət qədər hissəcik sayı inversiyasına malik olmalıdır, hissəciklərin sayının inversiya dərəcəsi nə qədər yüksək olarsa, qazanc da bir o qədər böyükdür, yəni tələb müəyyən cərəyan həddi şərtinə cavab verməlidir. Lazer eşik həddinə çatdıqda, müəyyən bir dalğa uzunluğuna malik işıq boşluqda rezonans yarada və gücləndirilə bilər və nəhayət, lazer və davamlı çıxış meydana gətirə bilər.

Performans tələbi
1. Modulyasiya bant genişliyi və sürəti: yarımkeçirici lazerlər və onların modulyasiya texnologiyası simsiz optik rabitədə mühüm əhəmiyyət kəsb edir və modulyasiya bant genişliyi və sürəti rabitə keyfiyyətinə birbaşa təsir göstərir. Daxili modulyasiya edilmiş lazer (birbaşa modulyasiya edilmiş lazer) yüksək sürətli ötürmə və aşağı qiymətə görə optik lif rabitəsinin müxtəlif sahələri üçün uyğundur.
2. Spektral xarakteristikalar və modulyasiya xarakteristikası: Yarımkeçirici paylanmış əks əlaqə lazerləri(DFB lazer) əla spektral xüsusiyyətlərinə və modulyasiya xüsusiyyətlərinə görə fiber optik rabitə və kosmik optik rabitədə mühüm işıq mənbəyinə çevrilmişdir.
3. Xərc və kütləvi istehsal: Yarımkeçirici lazerlər geniş miqyaslı 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 işləməyi təmin etmək üçün aşağı enerji istehlakı və yüksək etibarlılıq tələb edir.