अर्धचालक लेजर का कार्य सिद्धांत

कामकाजी सिद्धांतअर्धचालक लेजर

सबसे पहले, अर्धचालक लेज़रों के लिए पैरामीटर आवश्यकताओं को पेश किया जाता है, मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं सहित:
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 कि चमकदार आकार और व्यवस्था, निष्कर्षण अंत परिभाषा, स्थापना आकार और रूपरेखा आकार।
3। तरंग दैर्ध्य: सेमीकंडक्टर लेजर की तरंग दैर्ध्य रेंज 650 ~ 1650nm 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। पावर और वोल्टेज: काम पर सेमीकंडक्टर लेजर की शक्ति, वोल्टेज और वर्तमान को मापने से, पीवी, पीआई और IV घटता को उनकी कामकाजी विशेषताओं को समझने के लिए तैयार किया जा सकता है।

काम के सिद्धांत
1। लाभ की स्थिति: लेज़िंग माध्यम (सक्रिय क्षेत्र) में चार्ज वाहक का उलटा 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 स्थिति में चालन बैंड के तल पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या कण संख्या के व्युत्क्रम को प्राप्त करने के लिए दो ऊर्जा बैंड क्षेत्रों के बीच कम ऊर्जा राज्य में वैलेंस बैंड के शीर्ष पर छेद की संख्या से बहुत बड़ी होनी चाहिए। यह होमोजंक्शन या हेटेरोजंक्शन के लिए एक सकारात्मक पूर्वाग्रह को लागू करके प्राप्त किया जाता है और उच्च ऊर्जा वैलेंस बैंड से उच्च ऊर्जा चालन बैंड तक इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए आवश्यक वाहक को सक्रिय परत में इंजेक्ट करता है। जब छेद के साथ उलट कण जनसंख्या राज्य पुनर्संयोजन में बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनों की संख्या होती है, तो उत्तेजित उत्सर्जन होता है।
2। वास्तव में सुसंगत उत्तेजित विकिरण प्राप्त करने के लिए, उत्तेजित विकिरण को लेजर दोलन बनाने के लिए ऑप्टिकल रेज़ोनेटर में कई बार वापस खिलाया जाना चाहिए, लेजर के गुंजयमानकर्ता को सेमीकंडक्टर क्रिस्टल की प्राकृतिक क्लीवेज सतह द्वारा एक दर्पण के रूप में एक उच्च प्रतिबिंब की फिल्म के अंत में गठित किया जाता है। एफपी गुहा (फैब्री-पेरोट गुहा) सेमीकंडक्टर लेजर के लिए, क्रिस्टल के पीएन जंक्शन विमान के लिए प्राकृतिक दरार वाले विमान के लंबवत का उपयोग करके एफपी गुहा का निर्माण आसानी से किया जा सकता है।
(3) एक स्थिर दोलन बनाने के लिए, लेजर माध्यम को गुहा की सतह से लेजर आउटपुट के कारण होने वाले ऑप्टिकल नुकसान की भरपाई के लिए एक बड़ा पर्याप्त लाभ प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए, और गुहा में प्रकाश क्षेत्र को लगातार बढ़ाता है। यह एक मजबूत पर्याप्त वर्तमान इंजेक्शन होना चाहिए, अर्थात, पर्याप्त कण संख्या उलटा होता है, कण संख्या उलटा की डिग्री जितनी अधिक होती है, उतना अधिक लाभ होता है, अर्थात, आवश्यकता को एक निश्चित वर्तमान सीमा स्थिति को पूरा करना चाहिए। जब लेजर थ्रेशोल्ड तक पहुंचता है, तो एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को गुहा में गूंज दिया जा सकता है और प्रवर्धित किया जा सकता है, और अंत में एक लेजर और निरंतर आउटपुट बन सकता है।

प्रदर्शन 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 करती है। आंतरिक रूप से संशोधित लेजर (सीधे संशोधित लेजर) इसकी उच्च गति संचरण और कम लागत के कारण ऑप्टिकल फाइबर संचार में विभिन्न क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।
2। वर्णक्रमीय विशेषताएं और मॉड्यूलेशन विशेषताएँ: सेमीकंडक्टर डिस्ट्रीब्यूटेड फीडबैक लेजर (डीएफबी लेजर) उनकी उत्कृष्ट वर्णक्रमीय विशेषताओं और मॉड्यूलेशन विशेषताओं के कारण ऑप्टिकल फाइबर संचार और अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार में एक महत्वपूर्ण प्रकाश स्रोत बन गया है।
3। लागत और द्रव्यमान उत्पादन: अर्धचालक लेज़रों को बड़े पैमाने पर उत्पादन और अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए कम लागत और द्रव्यमान उत्पादन के फायदे होने की आवश्यकता है।
4। बिजली की खपत और विश्वसनीयता: डेटा सेंटर जैसे आवेदन परिदृश्यों में, अर्धचालक लेज़रों को दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए कम बिजली की खपत और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।