Прынцып працыпаўправадніковы лазер
Перш за ўсё, уводзяцца патрабаванні да параметраў паўправадніковых лазераў, у асноўным у тым ліку наступныя аспекты:
1. Фотаэлектрычныя характарыстыкі: у тым ліку каэфіцыент згасання, дынамічная шырыня лініі і іншыя параметры, гэтыя параметры непасрэдна ўплываюць на прадукцыйнасць паўправадніковых лазераў у сістэмах сувязі.
2. Структурныя параметры: такія як памер і размяшчэнне святла, вызначэнне канца выцяжкі, памер ўстаноўкі і памер контуру.
3. Даўжыня хвалі: Дыяпазон даўжынь хваль паўправадніковага лазера складае 650~1650 нм, а дакладнасць высокая.
4. Парогавы ток (Ith) і рабочы ток (lop): гэтыя параметры вызначаюць умовы запуску і працоўны стан паўправадніковага лазера.
5. Магутнасць і напружанне: Вымяраючы магутнасць, напружанне і ток паўправадніковага лазера падчас працы, можна пабудаваць крывыя PV, PI і IV для разумення іх працоўных характарыстык.
Прынцып працы
1. Умовы ўзмацнення: Устанаўліваецца інверсійнае размеркаванне носьбітаў зараду ў асяроддзі генерацыі (актыўнай вобласці). У паўправадніку энергія электронаў прадстаўлена серыяй амаль бесперапынных энергетычных узроўняў. Такім чынам, колькасць электронаў у ніжняй частцы зоны праводнасці ў высокаэнергетычным стане павінна быць значна большай за колькасць дзірак у верхняй частцы валентнай зоны ў нізкаэнергетычным стане паміж двума абласцямі энергетычнай зоны, каб дасягнуць інверсіі колькасці часціц. Гэта дасягаецца шляхам прымянення станоўчага зрушэння да гома- або гетэрапераходу і інжэкцыі неабходных носьбітаў у актыўны пласт для ўзбуджэння электронаў з валентнай зоны з ніжняй энергіяй у зону праводнасці з вышэйшай энергіяй. Калі вялікая колькасць электронаў у стане адваротнай папуляцыі часціц рэкамбінуе з дзіркамі, адбываецца вымушанае выпраменьванне.
2. Каб атрымаць кагерэнтнае стымуляванае выпраменьванне, яго неабходна некалькі разоў падаваць назад у аптычны рэзанатар для фарміравання лазерных ваганняў. Рэзанатар лазера ўтвораны натуральнай паверхняй сколу паўправадніковага крышталя ў выглядзе люстэрка, звычайна пакрытага на канцы святла шматслаёвай дыэлектрычнай плёнкай з высокім адлюстраваннем, а гладкая паверхня пакрыта плёнкай з паніжаным адлюстраваннем. Для паўправадніковага лазера з рэзанатарам Fp (рэзанатар Фабры-Перо) рэзанатар FP можна лёгка пабудаваць, выкарыстоўваючы натуральную плоскасць сколу, перпендыкулярную плоскасці pn-пераходу крышталя.
(3) Для фарміравання стабільных ваганняў лазернае асяроддзе павінна забяспечваць дастаткова вялікі каэфіцыент узмацнення, каб кампенсаваць аптычныя страты, выкліканыя рэзанатарам, і страты, выкліканыя выхадам лазера з паверхні рэзанатара, і пастаянна павялічваць светлавое поле ў рэзанатары. Пры гэтым неабходна мець дастаткова моцны ток увядзення, гэта значыць, дастаткова інверсіі колькасці часціц, і чым вышэй ступень інверсіі колькасці часціц, тым большы каэфіцыент узмацнення, гэта значыць, патрабаванне павінна адпавядаць пэўнаму парогу току. Калі лазер дасягае парога, святло з пэўнай даўжынёй хвалі можа рэзаніраваць у рэзанатары і ўзмацняцца, і ў канчатковым выніку фарміраваць лазерны і бесперапынны выхад.
Патрабаванні да прадукцыйнасці
1. Паласа прапускання і хуткасць мадуляцыі: паўправадніковыя лазеры і іх тэхналогія мадуляцыі маюць вырашальнае значэнне ў бесправадной аптычнай сувязі, а паласа прапускання і хуткасць мадуляцыі непасрэдна ўплываюць на якасць сувязі. Унутрана мадуляваны лазер (лазер з прамой мадуляцыяй) падыходзіць для розных абласцей аптычнай валаконна-аптычнай сувязі дзякуючы высокай хуткасці перадачы і нізкай кошту.
2. Спектральныя характарыстыкі і характарыстыкі мадуляцыі: паўправадніковыя размеркаваныя лазеры з зваротнай сувяззю (DFB-лазер) сталі важнай крыніцай святла ў валаконна-аптычнай сувязі і касмічнай аптычнай сувязі дзякуючы сваім выдатным спектральным характарыстыкам і характарыстыкам мадуляцыі.
3. Кошт і масавая вытворчасць: паўправадніковыя лазеры павінны мець перавагі нізкай кошту і масавай вытворчасці, каб задаволіць патрэбы буйной вытворчасці і прымянення.
4. Спажыванне энергіі і надзейнасць: у такіх выпадках, як цэнтры апрацоўкі дадзеных, паўправадніковыя лазеры патрабуюць нізкага спажывання энергіі і высокай надзейнасці для забеспячэння доўгатэрміновай стабільнай працы.
Час публікацыі: 19 верасня 2024 г.