सेमीकंडक्टर लेजर का कार्य सिद्धांत

का कार्य सिद्धांतअर्धचालक लेजर

सबसे पहले, सेमीकंडक्टर लेजर के लिए पैरामीटर आवश्यकताओं को पेश किया गया है, जिसमें मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:
1. फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन: विलुप्त होने के अनुपात, गतिशील लाइनविड्थ और अन्य मापदंडों सहित, ये पैरामीटर सीधे संचार प्रणालियों में अर्धचालक लेजर के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।
2. संरचनात्मक पैरामीटर: जैसे चमकदार आकार और व्यवस्था, निष्कर्षण अंत परिभाषा, स्थापना आकार और रूपरेखा आकार।
3. तरंग दैर्ध्य: सेमीकंडक्टर लेजर की तरंग दैर्ध्य सीमा 650 ~ 1650 एनएम है, और सटीकता अधिक है।
4. थ्रेसहोल्ड करंट (Ith) और ऑपरेटिंग करंट (LOP): ये पैरामीटर सेमीकंडक्टर लेजर की स्टार्ट-अप स्थितियों और कार्यशील स्थिति को निर्धारित करते हैं।
5. शक्ति और वोल्टेज: काम पर अर्धचालक लेजर की शक्ति, वोल्टेज और वर्तमान को मापकर, उनकी कार्य विशेषताओं को समझने के लिए पीवी, पीआई और IV वक्र खींचे जा सकते हैं।

काम के सिद्धांत
1. लाभ की स्थिति: लेज़िंग माध्यम (सक्रिय क्षेत्र) में आवेश वाहकों का व्युत्क्रम वितरण स्थापित किया गया है। अर्धचालक में, इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को लगभग निरंतर ऊर्जा स्तरों की एक श्रृंखला द्वारा दर्शाया जाता है। इसलिए, उच्च ऊर्जा अवस्था में चालन बैंड के निचले भाग में इलेक्ट्रॉनों की संख्या, व्युत्क्रम प्राप्त करने के लिए दो ऊर्जा बैंड क्षेत्रों के बीच कम ऊर्जा अवस्था में वैलेंस बैंड के शीर्ष पर छिद्रों की संख्या से बहुत बड़ी होनी चाहिए। कण संख्या. यह होमोजंक्शन या हेटेरोजंक्शन के लिए एक सकारात्मक पूर्वाग्रह लागू करके और कम ऊर्जा वैलेंस बैंड से उच्च ऊर्जा चालन बैंड में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए आवश्यक वाहक को सक्रिय परत में इंजेक्ट करके प्राप्त किया जाता है। जब उलटे कण जनसंख्या अवस्था में बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन छिद्रों के साथ पुनः संयोजित होते हैं, तो उत्तेजित उत्सर्जन होता है।
2. वास्तव में सुसंगत उत्तेजित विकिरण प्राप्त करने के लिए, लेजर दोलन बनाने के लिए उत्तेजित विकिरण को ऑप्टिकल रेज़ोनेटर में कई बार वापस फीड किया जाना चाहिए, लेजर का रेज़ोनेटर आमतौर पर दर्पण के रूप में अर्धचालक क्रिस्टल की प्राकृतिक दरार सतह द्वारा बनता है प्रकाश के अंत पर एक उच्च प्रतिबिंब बहुपरत ढांकता हुआ फिल्म के साथ चढ़ाया जाता है, और चिकनी सतह पर एक कम प्रतिबिंब फिल्म के साथ चढ़ाया जाता है। एफपी कैविटी (फैब्री-पेरोट कैविटी) सेमीकंडक्टर लेजर के लिए, क्रिस्टल के पीएन जंक्शन प्लेन के लंबवत प्राकृतिक क्लीवेज प्लेन का उपयोग करके एफपी कैविटी का निर्माण आसानी से किया जा सकता है।
(3) एक स्थिर दोलन बनाने के लिए, लेजर माध्यम को अनुनादक के कारण होने वाले ऑप्टिकल नुकसान और गुहा सतह से लेजर आउटपुट के कारण होने वाले नुकसान की भरपाई करने के लिए पर्याप्त बड़ा लाभ प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए, और लगातार वृद्धि करना चाहिए गुहा में प्रकाश क्षेत्र. इसमें एक मजबूत पर्याप्त वर्तमान इंजेक्शन होना चाहिए, यानी, पर्याप्त कण संख्या उलटा होना चाहिए, कण संख्या उलटा की डिग्री जितनी अधिक होगी, उतना अधिक लाभ, यानी, आवश्यकता को एक निश्चित वर्तमान सीमा स्थिति को पूरा करना होगा। जब लेज़र थ्रेशोल्ड तक पहुंचता है, तो एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को गुहा में प्रतिध्वनित और प्रवर्धित किया जा सकता है, और अंत में एक लेज़र और निरंतर आउटपुट बनता है।

प्रदर्शन की आवश्यकता
1. मॉड्यूलेशन बैंडविड्थ और दर: सेमीकंडक्टर लेजर और उनकी मॉड्यूलेशन तकनीक वायरलेस ऑप्टिकल संचार में महत्वपूर्ण हैं, और मॉड्यूलेशन बैंडविड्थ और दर सीधे संचार गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। आंतरिक रूप से संग्राहक लेजर (सीधे संग्राहक लेजर) अपनी उच्च गति संचरण और कम लागत के कारण ऑप्टिकल फाइबर संचार के विभिन्न क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।
2. वर्णक्रमीय विशेषताएँ और मॉड्यूलेशन विशेषताएँ: सेमीकंडक्टर वितरित फीडबैक लेज़र(डीएफबी लेजर) अपनी उत्कृष्ट वर्णक्रमीय विशेषताओं और मॉड्यूलेशन विशेषताओं के कारण ऑप्टिकल फाइबर संचार और अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार में एक महत्वपूर्ण प्रकाश स्रोत बन गए हैं।
3. लागत और बड़े पैमाने पर उत्पादन: बड़े पैमाने पर उत्पादन और अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए सेमीकंडक्टर लेजर को कम लागत और बड़े पैमाने पर उत्पादन के फायदे की आवश्यकता होती है।
4. बिजली की खपत और विश्वसनीयता: डेटा सेंटर जैसे अनुप्रयोग परिदृश्यों में, अर्धचालक लेजर को दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए कम बिजली की खपत और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।