Çalışma prensibiyarı iletken lazer
Her şeyden önce, yarı iletken lazerlere yönelik parametre gereksinimleri, esas olarak aşağıdaki hususları içerecek şekilde tanıtılmıştır:
1. Fotoelektrik performans: sönme oranı, dinamik hat genişliği ve diğer parametreler dahil olmak üzere bu parametreler, iletişim sistemlerindeki yarı iletken lazerlerin performansını doğrudan etkiler.
2. Yapısal parametreler: aydınlatma boyutu ve düzeni, ekstraksiyon ucunun tanımı, kurulum boyutu ve taslak boyutu gibi.
3. Dalga boyu: Yarı iletken lazerin dalga boyu aralığı 650~1650 nm'dir ve doğruluk yüksektir.
4. Eşik akımı (Ith) ve çalışma akımı (lop): Bu parametreler yarı iletken lazerin başlatma koşullarını ve çalışma durumunu belirler.
5. Güç ve voltaj: Yarı iletken lazerin iş yerindeki gücü, voltajı ve akımı ölçülerek çalışma özelliklerini anlamak için PV, PI ve IV eğrileri çizilebilir.
Çalışma prensibi
1. Kazanç koşulları: Lazer ortamında (aktif bölge) yük taşıyıcılarının ters dağılımı oluşturulur. Yarı iletkende elektronların enerjisi bir dizi neredeyse sürekli enerji seviyesiyle temsil edilir. Bu nedenle, tersinmeyi sağlamak için, yüksek enerji durumunda iletim bandının altındaki elektronların sayısı, iki enerji bandı bölgesi arasındaki düşük enerji durumunda değerlik bandının tepesindeki deliklerin sayısından çok daha fazla olmalıdır. parçacık numarası Bu, homoeklem veya heteroeklem üzerine pozitif bir öngerilim uygulanarak ve elektronları düşük enerji valans bandından yüksek enerji iletim bandına uyarmak için gerekli taşıyıcıların aktif katmana enjekte edilmesiyle elde edilir. Ters parçacık popülasyonu durumundaki çok sayıda elektron deliklerle yeniden birleştiğinde uyarılmış emisyon meydana gelir.
2. Gerçekten tutarlı uyarılmış radyasyon elde etmek için, uyarılmış radyasyonun lazer salınımı oluşturmak üzere optik rezonatörde birkaç kez geri beslenmesi gerekir, lazerin rezonatörü, genellikle bir ayna olarak yarı iletken kristalin doğal bölünme yüzeyi tarafından oluşturulur. ışığın ucu yüksek yansımalı çok katmanlı bir dielektrik film ile kaplanmıştır ve pürüzsüz yüzey azaltılmış yansımalı bir film ile kaplanmıştır. Fp boşluğu (Fabry-Perot boşluğu) yarı iletken lazer için, FP boşluğu, kristalin pn bağlantı düzlemine dik olan doğal bölünme düzlemi kullanılarak kolayca oluşturulabilir.
(3) Kararlı bir salınım oluşturmak için, lazer ortamı, rezonatörün neden olduğu optik kaybı ve boşluk yüzeyinden lazer çıkışının neden olduğu kaybı telafi edecek kadar büyük bir kazanç sağlayabilmeli ve sürekli olarak arttırabilmelidir. boşluktaki ışık alanı. Bunun yeterince güçlü bir akım enjeksiyonuna sahip olması gerekir, yani yeterli parçacık numarası ters çevrilmesi olmalıdır, parçacık numarası ters çevrilmesinin derecesi ne kadar yüksek olursa kazanç da o kadar büyük olur, yani gereksinim belirli bir akım eşik koşulunu karşılamalıdır. Lazer eşiğe ulaştığında, belirli bir dalga boyuna sahip ışık boşlukta rezonansa girebilir ve güçlendirilebilir ve sonunda bir lazer ve sürekli çıktı oluşturabilir.
Performans gereksinimi
1. Modülasyon bant genişliği ve hızı: yarı iletken lazerler ve bunların modülasyon teknolojisi, kablosuz optik iletişimde çok önemlidir ve modülasyon bant genişliği ve hızı, iletişim kalitesini doğrudan etkiler. Dahili modüle edilmiş lazer (doğrudan modüle edilmiş lazer), yüksek hızlı iletimi ve düşük maliyeti nedeniyle fiber optik iletişimde farklı alanlar için uygundur.
2. Spektral özellikler ve modülasyon özellikleri: Yarı iletken dağıtılmış geri besleme lazerleri (DFB lazer), mükemmel spektral özellikleri ve modülasyon özellikleri nedeniyle fiber optik iletişimde ve uzay optik iletişiminde önemli bir ışık kaynağı haline gelmiştir.
3. Maliyet ve seri üretim: Yarı iletken lazerlerin, büyük ölçekli üretim ve uygulamaların ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için düşük maliyet ve seri üretim avantajlarına sahip olması gerekir.
4. Güç tüketimi ve güvenilirlik: Veri merkezleri gibi uygulama senaryolarında yarı iletken lazerler, uzun süreli kararlı çalışmayı sağlamak için düşük güç tüketimi ve yüksek güvenilirlik gerektirir.
Gönderim zamanı: 19 Eylül 2024