Arbeidsprinsippet tilhalvlederlaser
Først av alt introduseres parameterkravene for halvlederlasere, hovedsakelig inkludert følgende aspekter:
1. Fotoelektrisk ytelse: inkludert ekstinksjonsforhold, dynamisk linjebredde og andre parametere, disse parameterne påvirker direkte ytelsen til halvlederlasere i kommunikasjonssystemer.
2. Strukturelle parametere: som lysende størrelse og arrangement, definisjon av utvinningsslutt, installasjonsstørrelse og konturstørrelse.
3. Bølgelengde: Bølgelengdeområdet til halvlederlaser er 650~1650nm, og nøyaktigheten er høy.
4. Terskelstrøm (Ith) og driftsstrøm (lop): Disse parameterne bestemmer oppstartsforholdene og arbeidstilstanden til halvlederlaseren.
5. Strøm og spenning: Ved å måle kraften, spenningen og strømmen til halvlederlaseren på jobb, kan PV, PI og IV-kurver tegnes for å forstå deres arbeidsegenskaper.
Arbeidsprinsipp
1. Forsterkningsbetingelser: Inversjonsfordelingen av ladningsbærere i lasermediet (aktivt område) etableres. I halvlederen er energien til elektroner representert av en serie med nesten kontinuerlige energinivåer. Derfor må antallet elektroner i bunnen av ledningsbåndet i høyenergitilstanden være mye større enn antall hull på toppen av valensbåndet i lavenergitilstanden mellom de to energibåndområdene for å oppnå inversjonen av partikkelnummeret. Dette oppnås ved å påføre en positiv forspenning på homojunction eller heterojunction og injisere de nødvendige bærere i det aktive laget for å eksitere elektroner fra det lavere energivalensbåndet til det høyere energiledningsbåndet. Når et stort antall elektroner i den reverserte partikkelpopulasjonstilstanden rekombinerer med hull, oppstår stimulert emisjon.
2. For å faktisk oppnå koherent stimulert stråling, må den stimulerte strålingen mates tilbake flere ganger i den optiske resonatoren for å danne laseroscillasjon, resonatoren til laseren dannes av den naturlige spaltningsoverflaten til halvlederkrystallen som et speil, vanligvis belagt på enden av lyset med en høyrefleksjons flerlags dielektrisk film, og den glatte overflaten er belagt med en redusert refleksjonsfilm. For halvlederlaseren Fp-hulrom (Fabry-Perot-hulrom), kan FP-hulrommet enkelt konstrueres ved å bruke det naturlige spaltningsplanet vinkelrett på pn-kryssetplanet til krystallen.
(3) For å danne en stabil oscillasjon må lasermediet være i stand til å gi en stor nok forsterkning til å kompensere for det optiske tapet forårsaket av resonatoren og tapet forårsaket av laserutgangen fra hulrommets overflate, og stadig øke lysfelt i hulrommet. Denne må ha en sterk nok strøminjeksjon, det vil si at det er nok partikkeltall-inversjon, jo høyere grad av partikkelantall-inversjon, jo større forsterkning, det vil si at kravet må oppfylle en viss strømterskelbetingelse. Når laseren når terskelen, kan lys med en bestemt bølgelengde resoneres i hulrommet og forsterkes, og til slutt danne en laser og kontinuerlig utgang.
Ytelseskrav
1. Modulasjonsbåndbredde og -hastighet: Halvlederlasere og deres modulasjonsteknologi er avgjørende i trådløs optisk kommunikasjon, og modulasjonsbåndbredden og -hastigheten påvirker kommunikasjonskvaliteten direkte. Internt modulert laser (direkte modulert laser) er egnet for forskjellige felt innen optisk fiberkommunikasjon på grunn av høyhastighetsoverføring og lave kostnader.
2. Spektralegenskaper og modulasjonsegenskaper: Halvlederdistribuerte tilbakemeldingslasere(DFB laser) har blitt en viktig lyskilde i optisk fiberkommunikasjon og romoptisk kommunikasjon på grunn av deres utmerkede spektrale egenskaper og modulasjonsegenskaper.
3. Kostnader og masseproduksjon: Halvlederlasere må ha fordelene med lav pris og masseproduksjon for å møte behovene til storskala produksjon og applikasjoner.
4. Strømforbruk og pålitelighet: I applikasjonsscenarier som datasentre krever halvlederlasere lavt strømforbruk og høy pålitelighet for å sikre langsiktig stabil drift.
Innleggstid: 19. september 2024