செமிகண்டக்டர் லேசர்கள்: சாதனத்தின் வகையான, இயக்க கொள்கை பயன்படுத்துதலைக்

செமிகண்டக்டர் ஒளிக்கதிர்கள் குவாண்டம் ஜெனரேட்டர்கள் சார்ந்த குறைக்கடத்தி செயலில் நடுத்தர பகுதியில் இலவச மின்சுமைகளின் ஒரு உயர் செறிவை குவாண்டம் ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு இடையிலான மாற்றத்துடன் மணிக்கு அங்குதான் தூண்டப்பட்ட வெளியேற்றம் மூலம் ஆப்டிகல் பெருக்கம் உருவாக்கப்பட்ட இருக்கிறது.

செமிகண்டக்டர் லேசர்: செயல்படும் கொள்கை

பொதுவாக, எலக்ட்ரான்களில் பெரும்பாலானவை valency நிலை அமைந்துள்ளது. அணுகுமுறை ஃபோட்டானின் ஆற்றலானது ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி, ஒரு செமிக்கண்டக்டர் மிகாமல் போது, எலக்ட்ரான்கள் ஆவதாகக் மாநிலத்தில் வந்து, ஒரு இலவச வளையத்திற்குத் நகரும் அதன் குறைந்த முனையில் ஒருமனதாக்கம் தடைவிதிக்கப்பட்ட வலயம் முறியடித்தது. அதே நேரத்தில், ஒரு துளை, இணைதிறன் நிலை உருவாக்கப்பட்டது அதன் மேல் எல்லை வரை உயரும். இலவச மண்டலத்தில் எலக்ட்ரான்கள் ஃபோட்டான்களின் வடிவில் முறிவு மண்டலத்தின் ஆற்றல் சமமாக ஆற்றலை உமிழ்கின்றன, துளைகள் சேர்கின்றன. மீண்டும் சேர்தலின் போதுமான ஆற்றல் நிலை கொண்ட ஃபோட்டான்களுக்கு அதிகரிக்கப்பட்டது முடியும். எண்ணியல் விளக்கம் பெர்மி பரவல் செயல்பாட்டிற்கான ஒத்துள்ளது.

சாதனம்

செமிகண்டக்டர் லேசர் சாதனம் ஒரு உள்ளது லேசர் டையோடு கடத்தும் குறைக்கடத்தி P-மற்றும் n- வகை தொடர்பு புள்ளி - பரப்பைக் கொண்ட p-அன்-மாற்றம் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களும் துளைகளும் உந்தப்பட்ட. மேலும், இதில் பீம் மண்டலங்களை உள்ள மாற்றங்கள் அடிப்படையில் உள்ள ஒளி மற்றும் குவாண்டம் அடுக்கை ஒளிக்கதிர்கள், இன் ஃபோட்டான்களை உறிஞ்சுவதால் உருவாக்கப்படுகிறது ஆப்டிகல் ஆற்றல் உள்ளீடு குறைக்கடத்தி ஒளிக்கதிர்கள் உள்ளன.

அமைப்பு

வழக்கமான கலவைகள், செமிகண்டக்டர் லேசர்கள் மற்றும் பிற Optoelectronic சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்படும் பின்வருமாறு:

• கால்லியம் ஆர்சனைடிலும்;
• கால்லியம் பாஸ்பைடு;
• கால்லியம் நைட்ரைடு;
• இண்டியம் பாஸ்பைடு;
• இண்டியம் கால்லியம் ஆர்சனைடிலும்;
• கால்லியம் அலுமினிய ஆர்சனைடிலும்;
• கால்லியம்-இண்டியம்-கால்லியம் நைட்ரைடு;
• பாஸ்பைடு, கால்லியம்-இண்டியம்.

அலைநீளம்

இந்த கலவைகள் - நேரடி இடைவெளி குறைக்கடத்திகளைக். Indirect- (சிலிக்கான்) போதுமான படை திறமையுடனும் ஒளியை உமிழும் இல்லை. அலைநீளம் கதிர்வீச்சு டையோடு லேசர் ஃபோட்டானின் ஆற்றலானது ஆற்றல் பொறுத்தது குறிப்பிட்ட கலவை பட்டை இடைவெளியை நெருங்குகிறது. 3- மற்றும் 4-கூறு குறைக்கடத்தி கலவைகள் ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி ஒரு பரவலான மீது தொடர்ந்து பல்வேறு இருக்கலாம். AlGaAs மணிக்கு = அல் உதாரணமாக, அதிகரித்து அலுமினிய உள்ளடக்கம் (x இல் அதிகரிப்பு) ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி அதிகரிப்பு விளைவை _x என கா _1-X.

மிகவும் பொதுவான குறைக்கடத்தி ஒளிக்கதிர்கள் ஸ்பெக்ட்ரம் அருகே அகச்சிவப்பு பாகத்தை இயக்குகிறது போது, சில சிவப்பு (கால்லியம் இண்டியம் பாஸ்பைடு), நீலம் அல்லது ஊதா (கால்லியம் நைட்ரைடு) நிறங்கள் வெளியிடுவதில்லை. சராசரி அகச்சிவப்பு குறைக்கடத்தி லேசர் (லீட் செலனைடு) மற்றும் குவாண்டம் அடுக்கை ஒளிக்கதிர்கள்.

கரிம குறைக்கடத்திகள்

மேலே கனிம கலவைகள் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் கரிம இருக்கலாம் தவிர. மிகச்சரியான தொழில்நுட்பம் இன்னும் மேம்பாட்டில் உள்ளது, ஆனால் அதன் வளர்ச்சி கணிசமாக லேசர்கள் உற்பத்தி செலவு குறைக்க வாக்களிக்கிறார். இதுவரை, ஒரே ஆப்டிகல் ஆற்றல் உள்ளீடு மற்றும் உயர் செயல்திறன் மின்சார பம்ப் இன்னும் எட்டியது செய்யப்படவில்லை கொண்டு கரிம ஒளிக்கதிர்கள் உருவாக்கப்பட்டது.

இனங்கள்

பல்வேறு காரணிகள் மற்றும் பயன்பாடு மதிப்பு குறைக்கடத்தி ஒளிக்கதிர்கள் ஒரு பன்முக மூலம்.

சிறிய லேசர் டையோட்கள் யாருடைய சக்தி ஒரு சில நூறு இலிருந்து வரம்புகள் ஐந்நூறு மில்லிவாட்ஸில் உயர் தரமான இயந்திர கதிர்வீச்சு ஒரு கற்றை தயாரிக்கின்றன. லேசர் டையோடு சிப் ஒரு சிறிய இடத்தில் மட்டுமே கதிர்வீச்சு என்பதால், ஒரு அலை வழிகாட்டி செயல்படும் ஒரு மெல்லிய செவ்வக தட்டு, உள்ளது. கிரிஸ்டல் பெருமளவு பகுதியில் ஒரு pn-மாற்றம் உருவாக்க இருபுறமும் கொண்டு கலப்பட. பெரோட் இன்டர்ஃபெரோமீட்டர் - பளபளப்பான முனைகள் ஒரு பாப்ரி உடைய ஒளியியல் ரீசனேட்டர் உருவாக்க. ஏற்படும் ஃபோட்டான் துவாரத்தின் வழியாக கடந்து செல்லும் மறுசேர்க்கையின் கதிர்வீச்சு அதிகரிக்கும் தலைமுறை ஆரம்பிக்கும். அவர்கள் லேசர் சுட்டிக்காட்டி, சிடி- மற்றும் டிவிடி வீரர்கள், அத்துடன் கண்ணாடி இழை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

லோ சக்தி லேசர்கள் மற்றும் குறுகிய துடிப்புகளாக உருவாக்கும் நிகழ்வுகள் ஒத்திசை இருக்கலாம் வெளி குழி கொண்டு திட ஒளிக்கதிர்கள்.

ஆதாயம் நடுத்தர மேலும் லேசர் ரீசனேட்டர் அமைப்பில் ஏற்பட்டுள்ள பங்கை எந்த ஒரு லேசர் டையோடு முதன்மையாக கொண்ட ஒரு வெளிப்புற குழி, உடன் குறைக்கடத்தி ஒளிக்கதிர்கள். மாறிவரும் அலைநீள தகுதியுள்ள மற்றும் ஒரு குறுகிய வெளியீட்டுப் பட்டை வேண்டும்.

ஊசி ஒளிக்கதிர்கள் அகன்ற கதிர்வீச்சு குறைக்கடத்தி பகுதியும் உள்ளன, பல வாட்ஸ் குறைந்த தர பீம் சக்தி உருவாக்க முடியும். அது P-n-அடுக்கு இடையே வெளியேற்றப்படுகிறது ஒரு மெல்லிய செயலில் அடுக்கு, ஒரு இரட்டை ஹெட்ரோஜங்க்ஷன் உருவாக்கும் கொண்டுள்ளது. பக்கவாட்டு திசையில் ஒளியின் சிறை பொறிமுறையை உயர் கற்றை நீள்வட்டத் மற்றும் ஏற்கமுடியாத அதிக வாசலில் நீரோட்டங்கள், இதன் விளைவாக விடுபட்ட உள்ளது.

சக்தி வாய்ந்த டையோடு வரிசைகள், டையோடுகளும், பிராட்பேண்ட், வாட் கணக்கான இன் சாதாரணமானவராக தரமான அதிகாரத்தில் ஒரு கற்றை உற்பத்தி திறன் ஒரு அணிவரிசை ஆகியன.

டையோடுகளும் சக்திவாய்ந்த இரு பரிமாண வரிசைகள் வாட் நூறாயிரக்கணக்கான ஒரு சக்தி உருவாக்க முடியும்.

மேற்பரப்பு-உமிழும் ஒளிக்கதிர்கள் (VCSEL) தட்டு செங்குத்தாக பல மில்லிவாட்ஸில் ஒளி வெளியீடு பீம் தரமான உமிழும். ரீசனேட்டர் கண்ணாடி கதிர்வீச்சு மேற்பரப்பில் dynes உள்ள அடுக்குகள் வடிவில் ¼ வெவ்வேறு கொண்டு அலை பயன்படுத்தப்படுகிறது மீது ஒளிவிலகன். ஒற்றை சிப்பின் மீது பேரளவு உற்பத்தி சாத்தியம் திறக்கிறது பல நூறு ஒளிக்கதிர்கள், முடியும்.

சி VECSEL ஆப்டிகல் ஆற்றல் உள்ளீடு மற்றும் ஒரு முறை பூட்டுதல் பல வாட் நல்ல தரமான அதிகாரத்தில் ஒரு கற்றை உருவாக்கும் திறனுடைய ஒரு வெளிப்புற ரீசனேட்டர் ஒளிக்கதிர்கள்.

வேலை குறைக்கடத்தி லேசர் குவாண்டம் அடுக்கை வகை பட்டைகள் உள்ள மாற்றங்கள் அடிப்படையில் (இடைக்கட்டு இதை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கலாம்). இந்த சாதனங்கள் சில நேரங்களில் terahertz வரம்பில், அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரம் நடுத்தர பகுதியில் வெளியிடுவதில்லை. அவர்கள் எரிவாயு பகுப்பாய்விகள் போன்ற உதாரணமாக, பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

செமிகண்டக்டர் ஒளிக்கதிர்கள்: பயன்பாடு மற்றும் முக்கிய அம்சங்களில்

அதிக மின் மிதமான மின்னழுத்தத்தில் தொடர்பு உந்தப்பட்ட உயர் சக்தி டையோடு ஒளிக்கதிர்கள் ஆற்றல் வழங்களுக்கு மிகவும் பயன்மிக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன திட நிலை ஒளிக்கதிர்கள்.

செமிகண்டக்டர் ஒளிக்கதிர்கள் தெரியும், அருகில் அகச்சிவப்பு மற்றும் நடுத்தர அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரம் பகுதியை உள்ளடக்கியுள்ளது அதிர்வெண்கள் பெருமளவு வரம்பில் இயங்க முடியும். உருவாக்கப்பட்டது சாதனங்கள் izducheniya அதிர்வெண் மாற்ற.

லேசர் டையோட்கள் விரைவில் மாற மற்றும் கண்ணாடி இழை தகவல்தொடர்பு வழிகள் டிரான்ஸ்மிட்டர்கள் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்று ஆப்டிகல் சக்தி மாற்றி.

இந்த பண்புகள் குறைக்கடத்தி ஒளிக்கதிர்கள் தொழில்நுட்பத்தில் மேசர் மிக முக்கியமான வகை செய்துவிட்டேன். அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• ஒரு டெலிமெட்ரி சென்சார்கள், pyrometers, ஆப்டிகல் அல்டிமீட்டர், ரேஞ்ஜ்ஃபைண்டர்ஸ், காட்சிகள், முப்பரிமாணப் படிமவியல்;
• நார் ஆப்டிகல் டிரான்ஸ்மிஷன் அமைப்புகள் மற்றும் தரவு சேமிப்பு, ஒத்திசைவான தொடர்பு அமைப்புகளில்;
• லேசர் பிரிண்டர்கள், வீடியோ ப்ரொஜக்டர், சுட்டிகள், பார் குறியீடு ஸ்கேனர், படத்தை ஸ்கேனர், சிடி-வீரர்கள் (டிவிடி, சிடி, ப்ளூ-ரே);
• பாதுகாப்பு அமைப்புகள், குவாண்டம் குறியாக்கவியல், ஆட்டோமேஷன், இண்டிகேட்டர்கள்;
• ஆப்டிகல் அளவியல் மற்றும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில்;
• மூட்டு அறுவை சிகிச்சை, பல், Cosmetology, சிகிச்சை;
• நீர் சுத்திகரிப்பு, பொருள்களைக் கையாளுதல் திட நிலை ஒளிக்கதிர்கள் உந்துத், தொழில்துறை வகைப்படுத்தல் இராசயன விளைவுகளைத், தொழிலியல் இயந்திரங்கள், பற்றவைப்பு அமைப்புகள், மற்றும் வான் பாதுகாப்பு முறைமைகள் கட்டுப்பாடு.

துடிப்பு வெளியீடு

மிக குறைக்கடத்தி லேசர் ஒரு தொடர்ச்சியான பீம் உருவாக்குகிறது. காரணமாக கடத்தல் நிலை எலக்ட்ரான்கள் குறுகிய குடியிருப்பு நேரம் அவர்கள் ஒரு க்யூ-ஸ்விட்ச் பருப்பு உருவாக்குவதற்கான மிகவும் ஏற்றது இல்லை, ஆனால் செயல்படும் அரை தொடர்ச்சியான முறையில் கணிசமாக குவாண்டம் ஜெனரேட்டர் சக்தி அதிகரிக்க முடியும். கூடுதலாக, செமிகண்டக்டர் ஒளிக்கதிர்கள் ultrashort துடிப்பு முறையில் பூட்டப்பட்ட அல்லது ஈட்டத்தின் ஸ்விட்சிங்கின் தலைமுறை பயன்படுத்தப்படலாம். சராசரி ஆற்றல் குறுகிய பருப்புவகைகள், வழக்கமாக வெளியீடு வாற் gigahertz கணக்கான ஒரு அதிர்வெண் அளவிடப்படும் இது picosecond பருப்பு VECSEL-ஒளிவழி உந்தப்பட்ட ஒளிக்கதிர்கள், தவிர ஒரு சில மில்லிவாட்ஸில் மட்டுமே.

மாடுலேஷன் நிலைப்படுத்தலுக்குமென்று

செமிகண்டக்டர் ஒளிக்கதிர்கள் கடத்தல் இசைக்குழு குறுகிய இல்லத்தில் எலக்ட்ரான் பயன்படுத்தி 10 GHz க்கு அதிகமாக VCSEL-ஒளிக்கதிர்கள் கொண்ட உயர் அதிர்வெண் ஒழுங்குப்படுத்துவதற்கான திறன் உள்ளது. அது ஆப்டிகல் தரவு செலுத்துதல் நிறப்பிரிகை, லேசர் நிலைப்படுத்துவதற்கு பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது.