עיקרון עבודה של לייזר מוליכים למחצה

עיקרון עבודה שללייזר מוליכים למחצה

ראשית, מוצגות דרישות הפרמטרים של לייזרים מוליכים למחצה, בעיקר כולל את ההיבטים הבאים:
1. ביצועים פוטו -אלקטרוניים: כולל יחס הכחדה, רוחב קו דינמי ופרמטרים אחרים, פרמטרים אלה משפיעים ישירות על הביצועים של לייזרים מוליכים למחצה במערכות תקשורת.
2. פרמטרים מבניים: כגון גודל וסידור זוהר, הגדרת סיום מיצוי, גודל ההתקנה וגודל המתאר.
3. אורך גל: טווח אורך הגל של לייזר מוליכים למחצה הוא 650 ~ 1650 ננומטר, והדיוק גבוה.
4. זרם סף (ITH) וזרם הפעלה (LOP): פרמטרים אלה קובעים את תנאי ההתחלה ואת מצב העבודה של לייזר המוליכים למחצה.
5. כוח ומתח: על ידי מדידת הכוח, המתח והזרם של לייזר המוליכים למחצה בעבודה, ניתן לצייר עקומות PV, PI ו- IV כדי להבין את מאפייני העבודה שלהם.

עיקרון עבודה
1. תנאי רווח: חלוקת ההיפוך של נושאי מטען במדיום Lasing (אזור פעיל) נקבעת. במוליך למחצה, האנרגיה של האלקטרונים מיוצגת על ידי סדרה של רמות אנרגיה כמעט רציפות. לפיכך, מספר האלקטרונים בתחתית פס ההולכה במצב האנרגיה הגבוהה חייב להיות גדול בהרבה ממספר החורים בראש פס הערכיות במצב האנרגיה הנמוך בין שני אזורי פס האנרגיה כדי להשיג את היפוך מספר החלקיקים. זה מושג על ידי יישום הטיה חיובית על ההומוסונטינג או הטרוג'ונקונטינג והזרקת המובילים הדרושים לשכבה הפעילה כדי לרגש אלקטרונים מלהקת הערכיות האנרגטית התחתונה לפס הולכה אנרגיה גבוהה יותר. כאשר מספר גדול של אלקטרונים במצב אוכלוסיית החלקיקים ההפוכים מתרוממים מחדש עם חורים, מתרחשת פליטה מגורה.
2. על מנת להשיג קרינה מגורה קוהרנטית בפועל, יש להאכיל את הקרינה המגורה מספר פעמים בתהודה האופטית ליצירת תנודת לייזר, מהוד של הלייזר נוצר על ידי משטח המחשוף הטבעי של הגביש המוליך למחצה כ- Skeeking Stage Stage Stailice Stailice Stailice Spare. עבור חלל ה- FP (Fabry-Parot Wavity) לייזר מוליכים למחצה, ניתן לבנות בקלות את חלל ה- FP באמצעות מישור המחשוף הטבעי בניצב למישור צומת ה- PN של הגביש.
(3) על מנת ליצור תנודה יציבה, על מדיום הלייזר להיות מסוגל לספק רווח מספיק גדול כדי לפצות על האובדן האופטי שנגרם על ידי התהודה וההפסד שנגרם כתוצאה מתפוקת הלייזר משטח החלל, ולהגדיל כל העת את שדה האור בחלל. זה חייב להיות זריקת זרם מספיק חזקה, כלומר יש מספיק היפוך של מספר חלקיקים, ככל שמידת היפוך מספר החלקיקים גבוהה יותר, כך הרווח גדול יותר, כלומר הדרישה חייבת לעמוד במצב סף זרם מסוים. כאשר הלייזר מגיע לסף, ניתן להדהד אור עם אורך גל ספציפי בחלל ולהגביר אותו, ולבסוף ליצור לייזר ותפוקה רציפה.

דרישת ביצועים
1. רוחב פס ושיעור אפנון: לייזרים מוליכים למחצה וטכנולוגיית האפנון שלהם הם מכריעים בתקשורת אופטית אלחוטית, ורוחב הפס והשיעור של האפנון משפיעים ישירות על איכות התקשורת. לייזר מודול פנימי (לייזר מודול ישירות) מתאים לשדות שונים בתקשורת סיבים אופטיים בגלל העברת המהירות הגבוהה והעלות הנמוכה שלה.
2. מאפייני ספקטרום ומאפייני אפנון: לייזרי משוב המופצים למחצה מוליכים למחצה (לייזר DFB) הפכו למקור אור חשוב בתקשורת סיבים אופטיים ותקשורת אופטית מרחב בגלל המאפיינים הספקטרליים המצוינים שלהם ומאפייני האפנון שלהם.
3. עלות וייצור המוני: לייזרי מוליכים למחצה צריכים להיות בעלי היתרונות של עלות נמוכה וייצור המוני כדי לענות על הצרכים של ייצור ויישומים בקנה מידה גדול.
4. צריכת חשמל ואמינות: בתרחישי יישומים כמו מרכזי נתונים, לייזרי מוליכים למחצה דורשים צריכת חשמל נמוכה ואמינות גבוהה כדי להבטיח פעולה יציבה לטווח הארוך.