Ýarymgeçiriji lazeriň iş prinsipi

Iş prinsipiýarymýarym lazer

Ilki bilen, ýarymgeçiriji lazerler üçin parametr talaplary girizilýär, esasan aşakdaky taraplary öz içine alýar:
1. Fotoelektrik öndürijilik: sönme gatnaşygyny, dinamiki çyzyk giňligini we beýleki parametrleri öz içine alýan bu parametrler aragatnaşyk ulgamlarynda ýarymgeçiriji lazerleriň işine gönüden-göni täsir edýär.
2. Gurluş parametrleri: yşykly ölçeg we ýerleşiş, çykaryş ujunyň kesgitlenmesi, gurnama ölçegi we kontur ölçegi ýaly.
3. Tolkun uzynlygy: Ýarymgeçiriji lazeriň tolkun uzynlygynyň diapazony 650 ~ 1650 nm we takyklygy ýokary.
4. Bosaga tok (Ith) we iş tok (lop): Bu parametrler ýarymgeçiriji lazeriň işe giriş şertlerini we iş ýagdaýyny kesgitleýär.
5. Kuwwat we naprýaženiýe: Ýarymgeçiriji lazeriň iş wagtyndaky kuwwatyny, naprýaženiýesini we tok güýjüni ölçemek arkaly olaryň iş häsiýetlerini düşünmek üçin PV, PI we IV egrilerini çyzyp bolýar.

Iş prinsipi
1. Güýçlendirme şertleri: Uzynlaşdyryjy gurşawda (aktiw sebitde) zarýad daşaýjylaryň inwersiýa paýlanyşy kesgitlenýär. Ýarymgeçirijide elektronlaryň energiýasy birnäçe diýen ýaly üznüksiz energiýa derejeleri bilen görkezilýär. Şonuň üçin, bölejik sanynyň inwersiýasyna ýetmek üçin ýokary energiýa ýagdaýynda geçirijilik zolagynyň aşagyndaky elektronlaryň sany iki energiýa zolagynyň arasyndaky pes energiýa ýagdaýyndaky walentlik zolagynyň ýokarsyndaky deşikleriň sanyndan has köp bolmaly. Bu gomogeçişlige ýa-da geterogeçişlige oňyn täsir etmek we pes energiýa walentlik zolagyndan ýokary energiýa geçirijilik zolagyna elektronlary oýarmak üçin zerur daşaýjylary aktiw gatlaga girizmek arkaly gazanylýar. Ters bölejikleriň sanynyň ýagdaýyndaky köp sanly elektronlar deşikler bilen rekombinasiýa edilende, stimullaşdyrylan emissiýa ýüze çykýar.
2. Kogerent stimullaşdyrylan şöhlelenme hakykatdanam almak üçin, stimullaşdyrylan şöhlelenme lazer yrgyldawyny emele getirmek üçin optiki rezonatorda birnäçe gezek yzyna gaýtarylmaly, lazeriň rezonatory ýarymgeçiriji kristalyň tebigy bölünme ýüzi tarapyndan aýna hökmünde emele getirilýär, adatça ýagtylygyň ujuna ýokary şöhlelenmeli köp gatlakly dielektrik plýonka bilen örtülýär we tekiz ýüz peseldilen şöhlelenme plýonkasy bilen örtülýär. Fp boşlugy (Fabry-Perot boşlugy) ýarymgeçiriji lazeri üçin FP boşlugy kristalyň pn birleşme tekizligine perpendikulýar bolan tebigy bölünme tekizligini ulanmak arkaly aňsatlyk bilen gurulyp bilner.
(3) Durnukly yrgyldawuklyk döretmek üçin lazer gurşawy rezonatoryň döredýän optiki ýitgisiniň we boşluk ýüzünden lazer çykyşynyň döredýän ýitgisiniň öwezini dolmak üçin ýeterlik derejede uly gazanç üpjün edip bilmeli we boşlukdaky ýagtylyk meýdanyny yzygiderli artdyrmaly. Munuň ýeterlik derejede güýçli tok inýeksiýasy bolmaly, ýagny ýeterlik bölejik sanynyň inwersiýasy bolmaly, bölejik sanynyň inwersiýasynyň derejesi näçe ýokary bolsa, gazanç şonça-da uly bolmaly, ýagny talap belli bir tok bosagasynyň şertine laýyk gelmelidir. Lazer bosaga ýetende, belli bir tolkun uzynlygy bolan ýagtylyk boşlukda rezonans döredip, güýçlendirilip bilner we ahyrsoňy lazer we üznüksiz çykyş emele getirip biler.

Öndürijilik talaby
1. Modulýasiýa geçirijilik ukyby we tizligi: ýarymgeçiriji lazerler we olaryň modulýasiýa tehnologiýasy simsiz optiki aragatnaşykda möhüm ähmiýete eýedir we modulýasiýa geçirijilik ukyby we tizligi aragatnaşygyň hiline gönüden-göni täsir edýär. Içki modulýasiýa edilen lazer (göni modulýasiýa edilen lazer) ýokary tizlikli geçirijiligi we arzanlygy sebäpli optiki süýümli aragatnaşygyň dürli ugurlary üçin amatlydyr.
2. Spektral häsiýetnamalar we modulýasiýa häsiýetnamalary: Ýarymgeçirijili paýlanan ters aragatnaşyk lazerleri (DFB lazeri) ajaýyp spektral häsiýetnamalary we modulýasiýa häsiýetnamalary sebäpli optiki süýümli aragatnaşykda we kosmos optiki aragatnaşygynda möhüm ýagtylyk çeşmesine öwrüldi.
3. Çykdajy we köpçülikleýin önümçilik: Ýarymgeçiriji lazerler uly möçberli önümçiligiň we ulanylyşlaryň zerurlyklaryny kanagatlandyrmak üçin arzan we köpçülikleýin önümçiligiň artykmaçlyklaryna eýe bolmalydyr.
4. Energiýa sarp edilişi we ygtybarlylygy: Maglumat merkezleri ýaly ulanylyş senariýalarynda ýarymgeçiriji lazerler uzak möhletli durnukly işlemegi üpjün etmek üçin pes energiýa sarp edilişini we ýokary ygtybarlylygy talap edýär.