Principio de funcionamento deláser de semicondutores
En primeiro lugar, introdúcense os requisitos de parámetros para láseres semicondutores, incluíndo principalmente os seguintes aspectos:
1. Rendemento fotoeléctrico: incluíndo a relación de extinción, o ancho de liña dinámico e outros parámetros, estes parámetros afectan directamente o rendemento dos láseres de semicondutores nos sistemas de comunicación.
2. Parámetros estruturais: como tamaño e disposición luminosas, definición do final da extracción, tamaño da instalación e tamaño do contorno.
3. Lonxitude de onda: o rango de lonxitude de onda do láser de semicondutores é de 650 ~ 1650 nm e a precisión é alta.
4. Corriente umbral (Ith) e corrente de funcionamento (lop): Estes parámetros determinan as condicións de arranque e o estado de traballo do láser semicondutor.
5. Potencia e tensión: Medindo a potencia, a tensión e a corrente do láser semicondutor no traballo, pódense trazar curvas PV, PI e IV para comprender as súas características de traballo.
Principio de funcionamento
1. Condicións de ganancia: establécese a distribución de inversión dos portadores de carga no medio láser (rexión activa). No semicondutor, a enerxía dos electróns está representada por unha serie de niveis de enerxía case continuos. Polo tanto, o número de electróns na parte inferior da banda de condución no estado de alta enerxía debe ser moito maior que o número de buratos na parte superior da banda de valencia no estado de baixa enerxía entre as dúas rexións da banda de enerxía para lograr a inversión de o número de partículas. Isto conséguese aplicando un sesgo positivo á homounción ou heteroxunción e inxectando os portadores necesarios na capa activa para excitar os electróns desde a banda de valencia de enerxía máis baixa á banda de condución de enerxía máis alta. Cando un gran número de electróns no estado inverso de poboación de partículas se recombinan con buratos, prodúcese a emisión estimulada.
2. Para obter realmente unha radiación estimulada coherente, a radiación estimulada debe ser retroalimentada varias veces no resonador óptico para formar oscilación láser, o resonador do láser está formado pola superficie de escisión natural do cristal semicondutor como un espello, normalmente chapado no extremo da luz cunha película dieléctrica multicapa de alta reflexión, e a superficie lisa está recuberta cunha película de reflexión reducida. Para o láser semicondutor de cavidade Fp (cavidade de Fabry-Perot), a cavidade FP pódese construír facilmente usando o plano de clivaxe natural perpendicular ao plano de unión pn do cristal.
(3) Para formar unha oscilación estable, o medio láser debe ser capaz de proporcionar unha ganancia suficientemente grande para compensar a perda óptica causada polo resonador e a perda causada pola saída do láser da superficie da cavidade, e aumentar constantemente o campo de luz na cavidade. Isto debe ter unha inxección de corrente suficientemente forte, é dicir, hai suficiente inversión do número de partículas, canto maior sexa o grao de inversión do número de partículas, maior será a ganancia, é dicir, o requisito debe cumprir unha determinada condición de limiar de corrente. Cando o láser alcanza o limiar, a luz cunha lonxitude de onda específica pode ser resoada na cavidade e amplificada, e finalmente formar un láser e saída continua.
Requisito de rendemento
1. Ancho de banda e velocidade de modulación: os láseres de semicondutores e a súa tecnoloxía de modulación son cruciais na comunicación óptica sen fíos, e o ancho de banda e a taxa de modulación afectan directamente á calidade da comunicación. láser modulado internamente (láser directamente modulado) é axeitado para diferentes campos da comunicación de fibra óptica debido á súa alta velocidade de transmisión e baixo custo.
2. Características espectrales e características de modulación: Láseres de retroalimentación distribuídas de semicondutores (Láser DFB) convertéronse nunha fonte de luz importante na comunicación por fibra óptica e na comunicación óptica espacial polas súas excelentes características espectrais e características de modulación.
3. Custo e produción en masa: os láseres de semicondutores deben ter as vantaxes de baixo custo e produción en masa para satisfacer as necesidades de produción e aplicacións a gran escala.
4. Consumo de enerxía e fiabilidade: en escenarios de aplicación como os centros de datos, os láseres de semicondutores requiren un baixo consumo de enerxía e unha alta fiabilidade para garantir un funcionamento estable a longo prazo.
Hora de publicación: 19-09-2024