Жарым өткөргүч лазердин иштөө принциби

Иштөө принцибижарым жарым лазер

Биринчиден, жарым өткөргүч лазерлер үчүн параметрлерге коюлган талаптар, негизинен төмөнкү аспектилерди камтыйт:
1. Фотоэлектрдик көрсөткүчтөр: өчүү катышын, динамикалык сызыктын туурасын жана башка параметрлерди кошо алганда, бул параметрлер байланыш системаларындагы жарым өткөргүч лазерлердин иштешине түздөн-түз таасир этет.
2. Структуралык параметрлер: мисалы, жарык берүүчү өлчөмү жана жайгашуусу, экстракциянын учунун аныктамасы, орнотуунун өлчөмү жана контурдун өлчөмү.
3. Толкун узундугу: Жарым өткөргүч лазердин толкун узундугунун диапазону 650 ~ 1650 нм, ал эми тактыгы жогору.
4. Босого тогу (Ith) жана иштөө тогу (lop): Бул параметрлер жарым өткөргүч лазердин ишке киргизүү шарттарын жана иштөө абалын аныктайт.
5. Кубаттуулук жана чыңалуу: Жарым өткөргүч лазердин иштөө учурундагы кубаттуулугун, чыңалуусун жана тогун өлчөө менен, алардын иштөө мүнөздөмөлөрүн түшүнүү үчүн PV, PI жана IV ийри сызыктарын түзүүгө болот.

Иштөө принциби
1. Күчөтүү шарттары: Узарткыч чөйрөдөгү (активдүү аймактагы) заряд ташуучулардын инверсиялык бөлүштүрүлүшү аныкталат. Жарым өткөргүчтө электрондордун энергиясы дээрлик үзгүлтүксүз энергия деңгээлдеринин катары менен көрсөтүлөт. Ошондуктан, бөлүкчөлөрдүн санынын инверсиясына жетүү үчүн жогорку энергия абалындагы өткөргүч тилкесинин астыңкы жагындагы электрондордун саны эки энергия тилкесинин ортосундагы төмөнкү энергия абалындагы валенттик тилкенин үстүнкү жагындагы тешиктердин санынан алда канча көп болушу керек. Буга гомо же гетеро өткөргүчкө оң жылыш колдонуу жана төмөнкү энергиялуу валенттик тилкеден жогорку энергиялуу өткөргүч тилкеге ​​электрондорду дүүлүктүрүү үчүн керектүү ташуучуларды активдүү катмарга киргизүү аркылуу жетишилет. Тескери бөлүкчөлөр популяциясынын абалындагы көп сандагы электрондор тешиктер менен рекомбинацияланганда, стимулданган эмиссия пайда болот.
2. Когеренттүү стимулдаштырылган нурланууну чындап алуу үчүн, стимулдаштырылган нурланууну оптикалык резонаторго бир нече жолу кайтарып, лазердик термелүүнү пайда кылуу керек, лазердин резонатору жарым өткөргүч кристаллдын табигый бөлүнүү бети менен күзгү катары түзүлөт, адатта жарыктын учуна жогорку чагылдыруучу көп катмарлуу диэлектрикалык пленка менен капталат, ал эми жылмакай бети азайтылган чагылдыруучу пленка менен капталат. Fp көңдөйү (Фабри-Перо көңдөйү) жарым өткөргүч лазери үчүн FP көңдөйүн кристаллдын pn өткөөл тегиздигине перпендикулярдуу табигый бөлүнүү тегиздигин колдонуу менен оңой эле курууга болот.
(3) Туруктуу термелүүнү түзүү үчүн, лазердик чөйрө резонатордон келип чыккан оптикалык жоготууну жана көңдөйдүн бетинен чыккан лазердин чыгымын компенсациялоо үчүн жетиштүү чоң күчөтүүнү камсыздай алышы керек жана көңдөйдөгү жарык талаасын тынымсыз көбөйтүп турушу керек. Бул жетиштүү күчтүү ток инъекциясына ээ болушу керек, башкача айтканда, бөлүкчөлөрдүн санынын инверсиясы жетиштүү, бөлүкчөлөрдүн санынын инверсиясынын даражасы канчалык жогору болсо, күчөтүү ошончолук чоң, башкача айтканда, талап белгилүү бир ток босогосунун шартына жооп бериши керек. Лазер босогого жеткенде, белгилүү бир толкун узундугуна ээ жарык көңдөйдө резонанс жаратып, күчөтүлүп, акырында лазердик жана үзгүлтүксүз чыгарууну пайда кылышы мүмкүн.

Аткаруу талабы
1. Модуляциянын өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана ылдамдыгы: жарым өткөргүч лазерлер жана алардын модуляция технологиясы зымсыз оптикалык байланышта абдан маанилүү, ал эми модуляциянын өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана ылдамдыгы байланыштын сапатына түздөн-түз таасир этет. Ички модуляцияланган лазер (түздөн-түз модуляцияланган лазер) жогорку ылдамдыктагы берүү жана арзан баада болгондуктан, оптикалык була байланышынын ар кандай тармактары үчүн ылайыктуу.
2. Спектрдик мүнөздөмөлөр жана модуляциялык мүнөздөмөлөр: Жарым өткөргүчтүү бөлүштүрүлгөн кайтарым байланыш лазерлери (DFB лазери) эң сонун спектрдик мүнөздөмөлөрүнүн жана модуляциялык мүнөздөмөлөрүнүн аркасында оптикалык була байланышында жана космостук оптикалык байланышта маанилүү жарык булагына айланган.
3. Баасы жана массалык өндүрүш: Жарым өткөргүч лазерлер ири масштабдуу өндүрүштүн жана колдонмолордун муктаждыктарын канааттандыруу үчүн арзан жана массалык өндүрүштүн артыкчылыктарына ээ болушу керек.
4. Энергияны керектөө жана ишенимдүүлүк: Маалымат борборлору сыяктуу колдонмо сценарийлеринде жарым өткөргүч лазерлер узак мөөнөттүү туруктуу иштөөнү камсыз кылуу үчүн аз энергияны керектөөнү жана жогорку ишенимдүүлүктү талап кылат.