Принцип работыполупроводниковый лазер
Прежде всего, вводятся требования к параметрам полупроводниковых лазеров, в основном включающие следующие аспекты:
1. Фотоэлектрические характеристики: включая коэффициент затухания, динамическую ширину линии и другие параметры, эти параметры напрямую влияют на производительность полупроводниковых лазеров в системах связи.
2. Структурные параметры: такие как светящийся размер и расположение, определение вытяжного конца, размер установки и размер контура.
3. Длина волны: диапазон длин волн полупроводникового лазера составляет 650–1650 нм, точность высокая.
4. Пороговый ток (Ith) и рабочий ток (lop): Эти параметры определяют условия запуска и рабочее состояние полупроводникового лазера.
5. Мощность и напряжение: измеряя мощность, напряжение и ток полупроводникового лазера в работе, можно построить кривые PV, PI и IV, чтобы понять их рабочие характеристики.
Принцип работы
1. Условия усиления. Установлено инверсионное распределение носителей заряда в активной среде (активной области). В полупроводнике энергия электронов представлена серией почти непрерывных энергетических уровней. Следовательно, чтобы добиться инверсии номер частицы. Это достигается путем приложения положительного смещения к гомопереходу или гетеропереходу и введения необходимых носителей в активный слой для возбуждения электронов из валентной зоны с более низкой энергией в зону проводимости с более высокой энергией. Когда большое количество электронов в состоянии обращенной популяции частиц рекомбинируют с дырками, происходит вынужденное излучение.
2. Чтобы действительно получить когерентное стимулированное излучение, стимулированное излучение должно несколько раз возвращаться в оптический резонатор для формирования лазерных колебаний, резонатор лазера образован естественной поверхностью скола полупроводникового кристалла в виде зеркала, обычно конец света покрыт многослойной диэлектрической пленкой с высоким отражением, а гладкая поверхность покрыта пленкой с пониженным отражением. Для полупроводникового лазера с резонатором Fp (резонатор Фабри-Перо) резонатор FP можно легко построить, используя естественную плоскость спайности, перпендикулярную плоскости pn-перехода кристалла.
(3) Чтобы сформировать стабильное колебание, лазерная среда должна обеспечивать достаточно большой коэффициент усиления, чтобы компенсировать оптические потери, вызванные резонатором, и потери, вызванные выходом лазера с поверхности резонатора, и постоянно увеличивать световое поле в полости. Он должен иметь достаточно сильную подачу тока, то есть иметь достаточную инверсию числа частиц, чем выше степень инверсии числа частиц, тем больше усиление, то есть требование должно соответствовать определенному пороговому условию тока. Когда лазер достигает порога, свет с определенной длиной волны может резонировать в резонаторе и усиливаться и, наконец, формировать лазер с непрерывным выходным сигналом.
Требования к производительности
1. Полоса пропускания и скорость модуляции: полупроводниковые лазеры и их технология модуляции имеют решающее значение в беспроводной оптической связи, а полоса пропускания и скорость модуляции напрямую влияют на качество связи. Лазер с внутренней модуляцией (лазер с прямой модуляцией) подходит для различных областей оптоволоконной связи из-за высокой скорости передачи и низкой стоимости.
2. Спектральные характеристики и характеристики модуляции: Полупроводниковые лазеры с распределенной обратной связью(DFB-лазер) стали важным источником света в волоконно-оптической связи и космической оптической связи из-за их превосходных спектральных характеристик и характеристик модуляции.
3. Стоимость и массовое производство. Полупроводниковые лазеры должны иметь преимущества низкой стоимости и массового производства, чтобы удовлетворить потребности крупномасштабного производства и применения.
4. Энергопотребление и надежность. В таких сценариях применения, как центры обработки данных, полупроводниковые лазеры требуют низкого энергопотребления и высокой надежности для обеспечения долгосрочной стабильной работы.
Время публикации: 19 сентября 2024 г.