اصل کار لیزر نیمه هادی

اصل کار ازلیزر نیمه هادی

اول از همه ، الزامات پارامتر لیزرهای نیمه هادی معرفی می شود ، عمدتا از جمله جنبه های زیر:
1. عملکرد فوتوالکتریک: از جمله نسبت انقراض ، پهنای باند پویا و سایر پارامترها ، این پارامترها به طور مستقیم بر عملکرد لیزرهای نیمه هادی در سیستم های ارتباطی تأثیر می گذارد.
2. پارامترهای ساختاری: مانند اندازه و ترتیب درخشان ، تعریف پایان استخراج ، اندازه نصب و اندازه طرح.
طول موج: دامنه طول موج لیزر نیمه هادی 650 ~ 1650 نانومتر و دقت آن زیاد است.
4. آستانه جریان (ITH) و جریان عامل (LOP): این پارامترها شرایط راه اندازی و وضعیت کار لیزر نیمه هادی را تعیین می کنند.
5. قدرت و ولتاژ: با اندازه گیری قدرت ، ولتاژ و جریان لیزر نیمه هادی در محل کار ، می توان منحنی های PV ، PI و IV را برای درک ویژگی های کاری آنها ترسیم کرد.

اصل کار
1. شرایط به دست آوردن: توزیع وارونگی حامل های بار در محیط لیزینگ (منطقه فعال) ایجاد شده است. در نیمه هادی ، انرژی الکترون ها توسط یک سری از سطح انرژی تقریباً مداوم نشان داده می شود. بنابراین ، تعداد الکترون های موجود در پایین باند هدایت در حالت انرژی بالا باید بسیار بزرگتر از تعداد سوراخ های بالای باند Valence در حالت کم انرژی بین دو منطقه باند انرژی باشد تا به وارونگی تعداد ذرات برسد. این امر با استفاده از تعصب مثبت در همجنسگرا یا ناهماهنگی و تزریق حامل های لازم به لایه فعال برای تحریک الکترون ها از باند انرژی پایین تر به باند هدایت انرژی بالاتر حاصل می شود. هنگامی که تعداد زیادی از الکترون ها در جمعیت ذرات معکوس با سوراخ نوترکیب با سوراخ ، انتشار تحریک شده رخ می دهد.
2. به منظور به دست آوردن تابش تحریک شده منسجم ، تابش تحریک شده باید چندین بار در تشدید کننده نوری تغذیه شود تا نوسانات لیزر را تشکیل دهد ، طنین انداز لیزر توسط سطح شکاف طبیعی به عنوان یک آینه تشکیل می شود ، معمولاً در انتهای نور با صافی از سطح بازتابی بازتاب می شود. برای لیزر نیمه هادی حفره FP (حفره Fabry-Perot) ، حفره FP را می توان با استفاده از هواپیمای شکاف طبیعی عمود بر صفحه اتصال PN کریستال به راحتی ساخت.
(3) به منظور ایجاد یک نوسان پایدار ، محیط لیزر باید بتواند به اندازه کافی سود بزرگی برای جبران خسارت نوری ناشی از طنین انداز و از بین رفتن ناشی از خروجی لیزر از سطح حفره فراهم کند و مرتباً میدان نور را در حفره افزایش دهد. این باید یک تزریق جریان به اندازه کافی قوی داشته باشد ، یعنی وارونگی تعداد ذرات به اندازه کافی وجود دارد ، هرچه میزان وارونگی تعداد ذرات بالاتر باشد ، افزایش بیشتر می شود ، یعنی نیاز باید یک وضعیت آستانه جریان خاص را برآورده کند. هنگامی که لیزر به آستانه می رسد ، نور با طول موج خاص می تواند در حفره طنین انداز و تقویت شود و در نهایت لیزر و خروجی مداوم را تشکیل می دهد.

الزام عملکرد
1. پهنای باند و نرخ مدولاسیون: لیزرهای نیمه هادی و فناوری مدولاسیون آنها در ارتباطات نوری بی سیم بسیار مهم است و پهنای باند مدولاسیون و نرخ به طور مستقیم بر کیفیت ارتباط تأثیر می گذارد. لیزر تعدیل شده داخلی (لیزر به طور مستقیم مدوله شده) به دلیل انتقال سرعت زیاد و کم هزینه ، برای زمینه های مختلف در ارتباطات فیبر نوری مناسب است.
2. ویژگی های طیفی و خصوصیات مدولاسیون: لیزرهای بازخورد نیمه هادی توزیع شده (لیزر DFB) به دلیل ویژگی های طیفی عالی و خصوصیات مدولاسیون ، به یک منبع نور مهم در ارتباطات فیبر نوری و ارتباط نوری فضا تبدیل شده اند.
3. هزینه و تولید انبوه: لیزرهای نیمه هادی برای رفع نیازهای تولید و برنامه های در مقیاس بزرگ باید مزایای تولید کم هزینه و انبوه را داشته باشند.
4. مصرف برق و قابلیت اطمینان: در سناریوهای کاربردی مانند مراکز داده ، لیزرهای نیمه هادی برای اطمینان از عملکرد پایدار طولانی مدت به مصرف انرژی کم و قابلیت اطمینان بالا نیاز دارند.