반도체 레이저의 작동 원리

작동 원리반도체 레이저

우선, 반도체 레이저에 대한 매개 변수 요구 사항이 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다.
1. 광전성 성능 : 멸종 비율, 동적 라인폭 및 기타 매개 변수를 포함하여 이러한 매개 변수는 통신 시스템에서 반도체 레이저의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
2. 구조 매개 변수 : 빛나는 크기 및 배열, 추출 종료 정의, 설치 크기 및 개요 크기와 같은.
3. 파장 : 반도체 레이저의 파장 범위는 650 ~ 1650nm이며 정확도는 높습니다.
4. 임계 값 전류 (ITH) 및 작동 전류 (LOP) :이 매개 변수는 반도체 레이저의 시작 조건과 작동 상태를 결정합니다.
5. 전력 및 전압 : 직장에서 반도체 레이저의 전력, 전압 및 전류를 측정함으로써 작업 특성을 이해하기 위해 PV, PI 및 IV 곡선을 끌어들일 수 있습니다.

작업 원칙
1. 게인 조건 : 레이싱 배지 (활성 영역)에서 전하 담체의 역 분포가 확립된다. 반도체에서, 전자의 에너지는 일련의 거의 연속적인 에너지 수준으로 표현된다. 따라서, 고 에너지 상태에서 전도 밴드의 바닥에있는 전자의 수는 입자 수의 역전을 달성하기 위해 두 에너지 밴드 영역 사이의 저 에너지 상태에서 원자가 대역의 상단에있는 구멍의 수보다 훨씬 더 커야한다. 이것은 호모 접합 또는 이종 접합에 양의 바이어스를 적용하고 필요한 캐리어를 활성 층에 주입하여 낮은 에너지 원자가 대역에서 더 높은 에너지 전도 대역으로 전자를 자극함으로써 달성된다. 역전 된 입자 집단의 다수의 전자가 구멍과의 상태를 재조합 할 때, 자극 된 방출이 발생한다.
2. 실제로 일관된 자극 된 방사선을 얻기 위해, 자극 된 방사선은 광학 공진기에서 여러 번 공급되어야하며, 레이저 진동을 형성하기 위해, 레이저의 공진기는 거울로서 반도체 결정의 자연 절단 표면에 의해 형성되며, 일반적으로 높은 반사기 딜 히어 필름으로 빛나는 빛의 끝에 도금된다. FP 캐비티 (Fabry-perot cavity) 반도체 레이저의 경우, FP 공동은 결정의 PN 접합면에 수직 인 천연 절단 평면을 사용하여 쉽게 구성 할 수 있습니다.
(3) 안정적인 진동을 형성하기 위해, 레이저 매체는 공진기로 인한 광 손실 및 공동 표면으로부터의 레이저 출력으로 인한 손실을 보상하고 공동의 광장을 지속적으로 증가시킬 수있는 충분한 이득을 제공 할 수 있어야한다. 이것은 충분히 강한 전류 주입을 가져야합니다. 즉, 입자 수 반전이 충분하고 입자 수 반전의 정도가 높을수록 게인이 클수록 특정 전류 임계 값 조건을 충족해야합니다. 레이저가 임계 값에 도달하면 특정 파장을 갖는 빛을 캐비티에 공명하고 증폭시킬 수 있으며 마지막으로 레이저와 연속 출력을 형성 할 수 있습니다.

성능 요구 사항
1. 변조 대역폭 및 속도 : 반도체 레이저 및 변조 기술은 무선 광학 통신에 중요하며 변조 대역폭 및 속도는 통신 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 내부 변조 레이저 (직접 변조 레이저)는 고속 변속기와 저렴한 비용으로 인해 광섬유 통신의 다른 필드에 적합합니다.
2. 스펙트럼 특성 및 변조 특성 : 반도체 분산 피드백 레이저 (DFB 레이저) 우수한 스펙트럼 특성 및 변조 특성으로 인해 광섬유 통신 및 우주 광학 통신에서 중요한 광원이되었습니다.
3. 비용 및 대량 생산 : 반도체 레이저는 대규모 생산 및 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 저비용 및 대량 생산의 장점을 가져야합니다.
4. 전력 소비 및 신뢰성 : 데이터 센터와 같은 응용 프로그램 시나리오에서 반도체 레이저는 장기 안정적인 작동을 보장하기 위해 저전력 소비와 높은 신뢰성이 필요합니다.