Prinsipyo sa pagtrabaho sa semiconductor laser

Prinsipyo sa pagtrabaho sasemiconductor nga laser

Una sa tanan, ang mga kinahanglanon sa parameter alang sa semiconductor laser gipaila, nag-una nga naglakip sa mga musunud nga aspeto:
1. Photoelectric performance: lakip na ang extinction ratio, dynamic linewidth ug uban pang mga parameter, kini nga mga parameter direktang makaapekto sa performance sa semiconductor lasers sa mga sistema sa komunikasyon.
2. Structural parameters: sama sa hayag nga gidak-on ug kahikayan, extraction end definition, installation size ug outline size.
3. Wavelength: Ang wavelength range sa semiconductor laser mao ang 650 ~ 1650nm, ug ang katukma taas.
4. Threshold current (Ith) ug operating current (lop): Kini nga mga parameter nagtino sa mga kondisyon sa pagsugod ug kahimtang sa pagtrabaho sa semiconductor laser.
5. Gahum ug boltahe: Pinaagi sa pagsukod sa gahum, boltahe ug kasamtangan sa semiconductor laser sa trabaho, ang PV, PI ug IV nga mga kurba mahimong madani aron masabtan ang ilang mga kinaiya sa pagtrabaho.

Prinsipyo sa pagtrabaho
1. Pagbaton og mga kondisyon: Ang inversion distribution sa charge carriers sa lasing medium (aktibong rehiyon) natukod. Sa semiconductor, ang enerhiya sa mga electron girepresentahan sa usa ka serye sa halos padayon nga lebel sa enerhiya. Busa, ang gidaghanon sa mga electron sa ubos sa conduction band sa taas nga enerhiya nga estado kinahanglan nga mas dako pa kay sa gidaghanon sa mga lungag sa ibabaw sa valence band sa ubos nga enerhiya nga kahimtang sa taliwala sa duha ka enerhiya band rehiyon sa pagkab-ot sa inversion sa ang numero sa partikulo. Kini makab-ot pinaagi sa pagpadapat sa usa ka positibo nga bias sa homojunction o heterojunction ug pag-inject sa gikinahanglan nga mga carrier ngadto sa aktibo nga layer aron mapukaw ang mga electron gikan sa ubos nga energy valence band ngadto sa mas taas nga energy conduction band. Sa diha nga ang usa ka dako nga gidaghanon sa mga electron sa reverse partikulo populasyon estado recombine uban sa mga lungag, stimulated emission mahitabo.
2. Aron sa aktuwal nga makakuha og coherent stimulated radiation, ang stimulated radiation kinahanglan nga gipakaon balik sa makadaghang higayon sa optical resonator aron maporma ang laser oscillation, ang resonator sa laser naporma pinaagi sa natural nga cleavage nga nawong sa semiconductor nga kristal isip salamin, kasagaran gitabonan sa katapusan sa kahayag uban sa usa ka taas nga pagpamalandong multilayer dielectric film, ug ang hamis nga nawong mao ang plated sa usa ka pagkunhod sa pagpamalandong pelikula. Alang sa Fp cavity (Fabry-Perot cavity) semiconductor laser, ang FP cavity dali nga matukod pinaagi sa paggamit sa natural nga cleavage plane nga patindog sa pn junction plane sa kristal.
(3) Aron maporma ang usa ka lig-on nga oscillation, ang medium nga laser kinahanglan nga makahatag usa ka dako nga igo nga ganansya aron mabayran ang pagkawala sa optical nga gipahinabo sa resonator ug ang pagkawala tungod sa output sa laser gikan sa sulud sa lungag, ug kanunay nga madugangan ang kahayag natad sa lungag. Kini kinahanglan nga adunay usa ka lig-on nga igong kasamtangan nga indeyksiyon, nga mao, adunay igo nga gidaghanon sa mga partikulo nga inversion, ang mas taas nga ang-ang sa gidaghanon sa mga partikulo inversion, ang mas dako nga ganansya, nga mao, ang kinahanglanon kinahanglan nga makatagbo sa usa ka kasamtangan nga threshold nga kahimtang. Kung ang laser makaabot sa threshold, ang kahayag nga adunay usa ka piho nga wavelength mahimong ma-resonate sa lungag ug mapadako, ug sa katapusan mahimong usa ka laser ug padayon nga output.

Kinahanglanon sa performance
1. Modulation bandwidth ug rate: ang mga semiconductor laser ug ang ilang modulasyon nga teknolohiya hinungdanon sa wireless optical communication, ug ang modulation bandwidth ug rate direktang makaapekto sa kalidad sa komunikasyon. Internal nga modulated nga laser (direkta nga modulated laser) mao ang angay alang sa lain-laing mga kaumahan sa optical fiber komunikasyon tungod sa iyang high speed transmission ug ubos nga gasto.
2. Spectral nga mga kinaiya ug modulasyon nga mga kinaiya: Semiconductor-apod-apod feedback lasers (DFB laser) nahimong importante nga tinubdan sa kahayag sa optical fiber communication ug space optical communication tungod sa ilang maayo kaayong spectral nga mga kinaiya ug modulasyon nga mga kinaiya.
3. Gasto ug mass production: Ang Semiconductor lasers kinahanglan nga adunay mga bentaha sa ubos nga gasto ug mass production aron matubag ang mga panginahanglan sa dinagkong produksyon ug mga aplikasyon.
4. Ang konsumo sa kuryente ug kasaligan: Sa mga sitwasyon sa aplikasyon sama sa mga sentro sa datos, ang mga semiconductor laser nagkinahanglan og ubos nga konsumo sa kuryente ug taas nga kasaligan aron maseguro ang dugay nga stable nga operasyon.