Princípio de trabalho do laser semicondutor

Princípio de trabalho delaser semicondutor

Primeiro de tudo, os requisitos de parâmetros para lasers de semicondutores são introduzidos, incluindo principalmente os seguintes aspectos:
1. Desempenho fotoelétrico: incluindo taxa de extinção, largura de linha dinâmica e outros parâmetros, esses parâmetros afetam diretamente o desempenho de lasers de semicondutores em sistemas de comunicação.
2. Parâmetros estruturais: como tamanho e arranjo luminosos, definição final de extração, tamanho da instalação e tamanho de contorno.
3. Comprimento de onda: A faixa de comprimento de onda do laser semicondutores é de 650 ~ 1650nm e a precisão é alta.
4. Corrente limiar (ITH) e corrente operacional (LOP): esses parâmetros determinam as condições de inicialização e o estado de trabalho do laser semicondutor.
5. Poder e tensão: medindo a potência, a tensão e a corrente do laser semicondutor no trabalho, as curvas PV, PI e IV podem ser desenhadas para entender suas características de trabalho.

Princípio de trabalho
1. Condições de ganho: A distribuição de inversão dos portadores de carga no meio de lasagem (região ativa) é estabelecida. No semicondutor, a energia dos elétrons é representada por uma série de níveis de energia quase contínuos. Portanto, o número de elétrons na parte inferior da banda de condução no estado de alta energia deve ser muito maior que o número de orifícios no topo da banda de valência no estado de baixa energia entre as duas regiões da banda de energia para alcançar a inversão do número de partículas. Isso é conseguido aplicando um viés positivo à homojunção ou heterojunção e injetando os transportadores necessários na camada ativa para excitar elétrons da banda de valência de menor energia à banda de condução de energia mais alta. Quando um grande número de elétrons no estado da população de partículas invertidas se recombina com orifícios, ocorre a emissão estimulada.
2. Para obter radiação estimulada coerente, a radiação estimulada deve ser alimentada várias vezes no ressonador óptico para formar a oscilação do laser, o ressonador do laser é formado pela superfície de clivagem natural do cristal semicondutor, que geralmente se reflete, a extremidade da luz com uma reflexão semicondutora, que é um espelho, o final da luz da luz de alta reflexão, com um refúgio, o espelho e o final da luz do reflexo de um refúgio de alta reflexão, o final da luz, com um refúgio, o final da luz da luz de reflexão, com um refúgio, o final da luz da luz de reflexão é um reflexão, que geralmente se reflete, o final da luz da luz de alta reflexão, com um refúgio, o final da luz da luz de reflexão, com um refúgio, com um refúgio, com um refúgio, com um refúgio, com um espelho, o final da luz da luz de reflexão é um reflexão, que geralmente se reflete, o final da luz do reflexo de um refúgio de alta reflexão. Para a cavidade FP (laser de semicondutores da cavidade de Fabry-Poto), a cavidade FP pode ser facilmente construída usando o plano de clivagem natural perpendicular ao plano de junção PN do cristal.
(3) Para formar uma oscilação estável, o meio do laser deve poder fornecer um ganho grande o suficiente para compensar a perda óptica causada pelo ressonador e a perda causada pela saída do laser da superfície da cavidade e aumenta constantemente o campo de luz na cavidade. Isso deve ter uma injeção de corrente o suficiente, ou seja, ou seja, há inversão suficiente do número de partículas, quanto maior o grau de inversão do número de partículas, maior o ganho, ou seja, o requisito deve atender a uma certa condição de limiar de corrente. Quando o laser atinge o limiar, a luz com um comprimento de onda específica pode ser ressoado na cavidade e amplificada e, finalmente, formar um laser e uma saída contínua.

Requisito de desempenho
1. Largura de banda e taxa de modulação: os lasers de semicondutores e sua tecnologia de modulação são cruciais na comunicação óptica sem fio, e a largura de banda de modulação e a taxa afetam diretamente a qualidade da comunicação. Laser modulado internamente (laser diretamente modulado) é adequado para diferentes campos na comunicação de fibra óptica devido à sua transmissão de alta velocidade e baixo custo.
2. Características espectrais e características de modulação: Lasers de feedback distribuídos semicondutores (DFB Laser) tornaram -se uma importante fonte de luz na comunicação de fibra óptica e comunicação óptica espacial devido às suas excelentes características espectrais e características de modulação.
3. Produção de custo e massa: os lasers de semicondutores precisam ter as vantagens de baixo custo e produção em massa para atender às necessidades de produção e aplicações em larga escala.
4. Consumo e confiabilidade de energia: Em cenários de aplicação, como data centers, os lasers de semicondutores requerem baixo consumo de energia e alta confiabilidade para garantir uma operação estável a longo prazo.