Prinsip kerja laser semikonduktor

Prinsip kerjaLaser semikonduktor

Pertama -tama, persyaratan parameter untuk laser semikonduktor diperkenalkan, terutama termasuk aspek -aspek berikut:
1. Kinerja fotoelektrik: termasuk rasio kepunahan, linewidth dinamis dan parameter lainnya, parameter ini secara langsung mempengaruhi kinerja laser semikonduktor dalam sistem komunikasi.
2. Parameter Struktural: seperti ukuran dan pengaturan bercahaya, definisi akhir ekstraksi, ukuran instalasi dan ukuran garis besar.
3. Panjang gelombang: Rentang panjang gelombang laser semikonduktor adalah 650 ~ 1650nm, dan akurasinya tinggi.
4. Ambang Buruk (ITH) dan Arus Operasi (LOP): Parameter ini menentukan kondisi awal dan keadaan kerja laser semikonduktor.
5. Daya dan Tegangan: Dengan mengukur daya, tegangan dan arus laser semikonduktor di tempat kerja, kurva PV, PI dan IV dapat ditarik untuk memahami karakteristik kerja mereka.

Prinsip kerja
1. Kondisi Gain: Distribusi inversi pembawa muatan di media penguat (wilayah aktif) ditetapkan. Di semikonduktor, energi elektron diwakili oleh serangkaian tingkat energi yang hampir berkelanjutan. Oleh karena itu, jumlah elektron di bagian bawah pita konduksi dalam keadaan energi tinggi harus jauh lebih besar dari jumlah lubang di bagian atas pita valensi dalam keadaan energi rendah antara dua daerah pita energi untuk mencapai inversi angka partikel. Ini dicapai dengan menerapkan bias positif pada homojungsi atau heterojungsi dan menyuntikkan pembawa yang diperlukan ke lapisan aktif untuk menggairahkan elektron dari pita valensi energi yang lebih rendah ke pita konduksi energi yang lebih tinggi. Ketika sejumlah besar elektron dalam populasi partikel terbalik, keadaan kembali dengan lubang, terjadi emisi yang distimulasi.
2. Untuk benar -benar mendapatkan radiasi terstimulasi yang koheren, radiasi yang distimulasi harus diumpankan kembali beberapa kali dalam resonator optik untuk membentuk osilasi laser, resonator laser dibentuk oleh permukaan pembelahan alami yang berkurang dengan refluksi yang lebih tinggi, dengan smooth yang meriah, dengan smooth -reflector, dengan smooth -reflection, dengan smoothing, dan biasanya meredupkan film yang lebih rendah, dengan lalur. Untuk laser semikonduktor rongga FP (rongga Fabry-Perot), rongga FP dapat dengan mudah dibangun dengan menggunakan bidang pembelahan alami yang tegak lurus terhadap bidang persimpangan PN kristal.
(3) Untuk membentuk osilasi yang stabil, media laser harus dapat memberikan gain yang cukup besar untuk mengkompensasi kehilangan optik yang disebabkan oleh resonator dan kehilangan yang disebabkan oleh output laser dari permukaan rongga, dan terus meningkatkan medan cahaya di rongga. Ini harus memiliki injeksi arus yang cukup kuat, yaitu, ada inversi jumlah partikel yang cukup, semakin tinggi tingkat inversi jumlah partikel, semakin besar gain, yaitu, persyaratan harus memenuhi kondisi ambang batas saat ini. Ketika laser mencapai ambang batas, cahaya dengan panjang gelombang tertentu dapat beresonansi di rongga dan diamplifikasi, dan akhirnya membentuk laser dan output kontinu.

Persyaratan kinerja
1. Bandwidth dan laju modulasi: Laser semikonduktor dan teknologi modulasi mereka sangat penting dalam komunikasi optik nirkabel, dan bandwidth modulasi dan laju secara langsung mempengaruhi kualitas komunikasi. Laser yang dimodulasi secara internal (Laser termodulasi langsung) Cocok untuk berbagai bidang dalam komunikasi serat optik karena transmisi kecepatan tinggi dan biaya rendah.
2. Karakteristik spektral dan karakteristik modulasi: laser umpan balik terdistribusi semikonduktor (Laser DFB) telah menjadi sumber cahaya yang penting dalam komunikasi serat optik dan komunikasi optik ruang karena karakteristik spektral yang sangat baik dan karakteristik modulasi.
3. Biaya dan produksi massal: Laser semikonduktor perlu memiliki keuntungan dari biaya rendah dan produksi massal untuk memenuhi kebutuhan produksi dan aplikasi skala besar.
4. Konsumsi Daya dan Keandalan: Dalam skenario aplikasi seperti pusat data, laser semikonduktor membutuhkan konsumsi daya yang rendah dan keandalan yang tinggi untuk memastikan operasi stabil jangka panjang.