Diodų / puslaidininkinių lazerių struktūra

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie diodų / puslaidininkių lazerių struktūrą. Taip pat sužinokite apie jo veikimo principą.

Šie lazeriai, nors ir priklauso kietųjų būsenų lazerių kategorijai, smarkiai skiriasi nuo kitų kietojo kūno lazerių, tokių kaip rubino ir Nd: YAG lazeriai, detales, todėl jie laikomi atskirais tipais.

Puslaidininkinis lazeris iš esmės yra diodas. Pinigų jungtis yra suformuota, kai p-tipo ir n-tipo puslaidininkiai susilieja tarpusavyje su vidiniu aktyviu sluoksniu tarp jų. Kai per tokį įrenginį eina elektros srovė, iš sankryžos srities atsiranda lazerio šviesa. Maitinimo galia yra ribota, tačiau dėl mažų sąnaudų, mažo dydžio ir santykinai didelio efektyvumo šie lazeriai puikiai tinka įvairioms programoms.

Šie lazeriai statyboje yra panašūs į tranzistorių arba puslaidininkinį diodą. Tradicinis puslaidininkinis lazeris, naudojant galį, arseną ir aliuminį, paprastai spinduliuoja 0, 8–0, 9 µm bangos ilgio infraraudonųjų spindulių impulsus, kurių galia yra apie W. Naujų medžiagų, pvz., Indžio ir fosforo, tyrimas lėmė ilgesnį 1, 1–1, 6 µm bangos ilgio lazerio spindulį, kuris padidina šviesos perdavimo optiniuose pluoštuose efektyvumą.

Paskutiniai puslaidininkinių lazerių srities tyrimai leido sukurti trumpesnius bangų ilgio lazerio spindulius, ypač matomus iš raudonojo spektro srities. 14.43 pav. Parodyta pagrindinė puslaidininkio arba diodų lazerio sąrankos koncepcija.

Nuo pat jo išradimo 1962 m. Puslaidininkinis lazeris buvo labai ilgas, nors ir lėtai. Šis lėtas pažanga šioje srityje gali būti priskirtas prie to, kad nėra būdų, kaip pagaminti puslaidininkines medžiagas, turinčias pageidaujamą grynumą ir kietojo kūno elektronikos trūkumą.

Tačiau pastarojo meto augimas yra labai perspektyvus ir tikimasi, kad puslaidininkiniai lazeriai pakeis įprastinius kietojo kūno ir dujų lazerius. Taip yra todėl, kad jie siūlo daug unikalių privalumų, pvz., Kompaktiškas dydis, didelis efektyvumas (iki 20%), bangos ilgio nesugebėjimas, mažas energijos suvartojimas, tiesioginio išėjimo moduliavimo galimybė ir suderinamumas su masine gamyba.

Veikimo principas:

Puslaidininkinis lazeris yra dviejų lygių lazerinė sistema. Viršutinė lazerio būsena yra laidumo juosta, o apatinė būsena yra valance juosta. Lazerio spindulį skleidžia puslaidininkių juostos tarpas. Norint pradėti veiksmus, būtina turėti pakankamą pelną, kai gyventojų inversija yra tarp valance ir laidumo ženklų. Tokia populiacijos inversija gali būti sukurta išoriniu siurbliu lazeriais, elektronų sijos arba blykstės lempomis; tačiau daugumoje komerciškai prieinamų puslaidininkinių lazerių tai veikia vidinis siurbimas, ty elektrinis siurbimas naudojant PN jungtį.

Yra daug puslaidininkinių lazerių dizaino. Kai kurie svarbiausi yra šie:

1. Paskirstytų grįžtamojo ryšio (DFB) lazeriai.

2. Sujungtos ertmės lazeriai.

3. Kvantinių šulinių lazeriai.

4. Paviršius išskiriantys lazeriai.

5. Infraraudonųjų spindulių ir matomųjų spindulių lazeriai.

Struktūriškai skirtingi tipai yra šie:

i) plataus ploto lazeriai;

(ii) „Gain“ vadovaujami lazeriai,

(iii) savaitiniai rodyklės indeksai,

a) „Ridge Wave“ valdomi lazeriai;

b) banguotų bangų lazeriai,

(iv) Lazeriai, kurių indeksas yra griežtas.

Puslaidininkių / diodų lazerių galingumas svyruoja nuo 1 mW vienam lazeriui iki 0, 5 W fazei užblokuotoms diodų matricoms, pastatytoms į bendrą pagrindą. Diodų lazerių efektyvumas gali būti 20%. Šie lazeriai gali būti valdomi tiek nepertraukiamosios bangos (CW), tiek impulsinės bangos (PW) režimu esant dideliems pasikartojimo dažniams.