Arbeitsprinzip des Halbleiterlasers

Arbeitsprinzip vonHalbleiterlaser

Zunächst werden die Parameteranforderungen für Halbleiterlaser eingeführt, hauptsächlich die folgenden Aspekte:
1. Photoelektrische Leistung: einschließlich des Aussterbensverhältnisses, der dynamischen Linienbreite und anderer Parameter beeinflussen diese Parameter direkt die Leistung von Halbleiterlasern in Kommunikationssystemen.
2. Strukturparameter: Leuchtgröße und Anordnung, Extraktionsenddefinition, Installationsgröße und Umrissgröße.
3. Wellenlänge: Der Wellenlängenbereich des Halbleiterlasers beträgt 650 ~ 1650 nm und die Genauigkeit hoch.
4. Schwellenstrom (ITH) und Betriebsstrom (LOP): Diese Parameter bestimmen die Startbedingungen und den Arbeitszustand des Halbleiterlasers.
5. Leistung und Spannung: Durch Messen der Leistung, Spannung und des Stroms des Halbleiterlasers bei der Arbeit können PV-, PI- und IV -Kurven gezeichnet werden, um ihre Arbeitseigenschaften zu verstehen.

Arbeitsprinzip
1. Gewinnbedingungen: Die Inversionsverteilung von Ladungsträgern im Lasermedium (aktive Region) wird festgelegt. Im Halbleiter wird die Energie der Elektronen durch eine Reihe von nahezu kontinuierlichen Energieniveaus dargestellt. Daher muss die Anzahl der Elektronen am unteren Rand des Leitungsbandes im Hochenergiezustand viel größer sein als die Anzahl der Löcher am oberen Rand des Valenzbandes im niedrigen Energiezustand zwischen den beiden Energiebandregionen, um die Inversion der Partikelzahl zu erreichen. Dies wird erreicht, indem eine positive Verzerrung auf die Homojunikation oder Heteroüberwachung angewendet und die erforderlichen Träger in die aktive Schicht injiziert werden, um Elektronen aus dem niedrigeren Energievalenzband mit höherer Energieleitungsbande zu erregen. Wenn eine große Anzahl von Elektronen im umgekehrten Partikelpopulationszustand mit Löchern rekombiniert, tritt eine stimulierte Emission auf.
2. Um tatsächlich eine kohärent stimulierte Strahlung zu erhalten, muss die stimulierte Strahlung im optischen Resonator mehrmals zurückgeführt werden, um eine Laseroszillation zu bilden, der Resonator des Lasers besteht aus der natürlichen Spaltungsfläche des Semikontorkristalls als Spiegel, der normalerweise auf dem Platten mit einem hohen Reflexionsfilm mit einem hohen Reflexionsfilm mit einem hohen Reflexionsdielespiegel plattiert ist. Für den Halbleiterlaser des FP-Hohlraums (Fabry-Perot-Hohlraum) kann der FP-Hohlraum leicht konstruiert werden, indem die natürliche Spaltebene senkrecht zur PN-Verbindungsebene des Kristalls verwendet wird.
(3) Um eine stabile Schwingung zu bilden, muss das Lasermedium in der Lage sein, einen durch den Resonator verursachten optischen Verlust und den durch den Laserausgang aus der Hohlraumoberfläche verursachten Verlust ausreichend zu kompensieren und das Lichtfeld im Hohlraum ständig zu erhöhen. Dies muss eine ausreichend starke Strominjektion aufweisen, dh eine genügend Partikelzahl -Inversion. Je höher der Grad der Partikelzahl -Inversion ist, desto größer ist die Verstärkung, dh die Anforderung muss eine bestimmte Stromschwellenbedingung erfüllen. Wenn der Laser den Schwellenwert erreicht, kann Licht mit einer bestimmten Wellenlänge im Hohlraum Resonanz und verstärkt werden und schließlich einen Laser und eine kontinuierliche Ausgabe bilden.

Leistungsbedarf
1. Modulationsbandbreite und -rate: Halbleiterlaser und ihre Modulationstechnologie sind entscheidend für die optische drahtlose Kommunikation, und die Modulationsbandbreite und die Rate beeinflussen die Kommunikationsqualität direkt. Intern modulierter Laser (Direkt modulierter Laser) eignet sich für verschiedene Felder in der optischen Faserkommunikation aufgrund ihrer Hochgeschwindigkeitsübertragung und niedrigen Kosten.
2. Spektralmerkmale und Modulationseigenschaften: Halbleiterverteilter Feedback -Laser (DFB -Laser) sind aufgrund ihrer hervorragenden spektralen Merkmale und Modulationseigenschaften zu einer wichtigen Lichtquelle in der Kommunikationskommunikation und der optischen Kommunikation von faserfasern und Raum.
3. Kosten und Massenproduktion: Halbleiter-Laser müssen die Vorteile von niedrigen Kosten und Massenproduktion haben, um den Bedürfnissen der groß angelegten Produktion und Anwendungen gerecht zu werden.
4. Stromverbrauch und Zuverlässigkeit: In Anwendungsszenarien wie Rechenzentren erfordern Halbleiterlaser einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Zuverlässigkeit, um einen langfristigen stabilen Betrieb sicherzustellen.