Επαγγελματική γνώση

Τα είδη διόδων λέιζερ ημιαγωγών

2021-03-19
Τα λέιζερ ταξινομούνται ανάλογα με τη δομή τους: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: κατανεμημένη ανάδραση, DBR: κατανεμημένο ανακλαστήρα Bragg, QW: κβαντικό φρεάτιο, VCSEL: ανακλώμενο λέιζερ κάθετης επιφάνειας κοιλότητας.
(1) Η δίοδος λέιζερ τύπου Fabry-Perot (FP) αποτελείται από ένα επιταξιακά αναπτυσσόμενο ενεργό στρώμα και ένα περιοριστικό στρώμα και στις δύο πλευρές του ενεργού στρώματος και η κοιλότητα συντονισμού αποτελείται από δύο επίπεδα διάσπασης του κρυστάλλου και του ενεργού στρώματος μπορεί να είναι τύπου N, μπορεί επίσης να είναι τύπου P. Λόγω της ύπαρξης ενός φράγματος ετεροσύνδεσης λόγω της διαφοράς του κενού ζώνης, τα ηλεκτρόνια και οι οπές που εγχέονται στο ενεργό στρώμα δεν μπορούν να διαχέονται και να περιοριστούν σε ένα λεπτό ενεργό στρώμα, έτσι ώστε να ρέει ακόμη και ένα μικρό ρεύμα, είναι εύκολο να γίνει αντιληπτό. Το χέρι, το ενεργό στρώμα με διάκενο στενής ζώνης έχει μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης από το στρώμα περιορισμού και το φως συγκεντρώνεται σε μια περιοχή με μεγάλο επιτόκιο, επομένως περιορίζεται επίσης στο ενεργό στρώμα. Όταν το ηλεκτρικό-F που σχηματίζει την ανεστραμμένη διακλάδωση στο ενεργό στρώμα μεταβαίνει από τη ζώνη αγωγιμότητας στη ζώνη σθένους (ή στο επίπεδο ακαθαρσίας), τα φωτόνια συνδυάζονται με τις οπές για να εκπέμπουν φωτόνια και τα φωτόνια σχηματίζονται σε μια κοιλότητα με δύο διασπάσεις αεροπλάνα. Η διάδοση της παλινδρομικής ανάκλασης ενισχύεται συνεχώς για να ληφθεί το οπτικό κέρδος. Όταν το οπτικό κέρδος είναι μεγαλύτερο από την απώλεια της κοιλότητας συντονισμού, το λέιζερ εκπέμπεται προς τα έξω. Το λέιζερ είναι ουσιαστικά ένας ενισχυτής οπτικού συντονισμού με διεγερμένη εκπομπή.
(2) Δίοδος λέιζερ κατανεμημένης ανάδρασης (DFB) Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτής και της διόδου λέιζερ τύπου FP είναι ότι δεν έχει ομαδοποιημένη ανάκλαση του κατόπτρου της κοιλότητας και ο μηχανισμός ανάκλασης παρέχεται από το πλέγμα Bragg στον κυματοδηγό ενεργής περιοχής, μόνο ικανοποιημένος Το διάφραγμα της αρχής σκέδασης Bragg. Επιτρέπεται να ανακλά εμπρός και πίσω στο μέσο και το λέιζερ εμφανίζεται όταν το μέσο επιτυγχάνει αναστροφή πληθυσμού και το κέρδος πληροί την συνθήκη κατωφλίου. Αυτό το είδος μηχανισμού ανάκλασης είναι ένας ανεπαίσθητος μηχανισμός ανάδρασης, εξ ου και η ονομασία δίοδος λέιζερ κατανεμημένης ανάδρασης. Λόγω της επιλεκτικής λειτουργίας συχνότητας του πλέγματος Bragg, έχει πολύ καλή μονοχρωματικότητα και κατευθυντικότητα. Επιπλέον, επειδή δεν χρησιμοποιεί ένα επίπεδο διάσπασης κρυστάλλου ως καθρέφτη, είναι ευκολότερο να ενσωματωθεί.
(3) Κατανεμημένη δίοδος ανακλαστήρα λέιζερ Bragg (DBR) Η διαφορά μεταξύ αυτής και της διόδου λέιζερ DFB είναι ότι η περιοδική τάφρος της δεν βρίσκεται στην επιφάνεια του ενεργού κυματοδηγού, αλλά στον παθητικό κυματοδηγό και στις δύο πλευρές του κυματοδηγού ενεργού στρώματος. Ένας παθητικός περιοδικός κυματοδηγός δρα ως καθρέφτης Bragg. Στο φάσμα της αυθόρμητης εκπομπής, μόνο τα κύματα φωτός κοντά στη συχνότητα Bragg μπορούν να παρέχουν αποτελεσματική ανάδραση. Λόγω των χαρακτηριστικών απολαβής του ενεργού κυματοδηγού και της ανάκλασης Bragg του παθητικού περιοδικού κυματοδηγού, μόνο το κύμα φωτός κοντά στη συχνότητα Bragg μπορεί να ικανοποιήσει την συνθήκη ταλάντωσης, εκπέμποντας έτσι το λέιζερ.
(4) Δίοδοι λέιζερ Quantum Well (QW) Όταν το πάχος του ενεργού στρώματος μειωθεί στο μήκος κύματος De Broglie (λ 50 nm) ή σε σύγκριση με την ακτίνα Bohr (1 έως 50 nm), οι ιδιότητες του ημιαγωγού είναι θεμελιώδης. Οι αλλαγές, η δομή της ζώνης ενέργειας ημιαγωγών, οι ιδιότητες κινητικότητας του φορέα θα έχουν ένα νέο αποτέλεσμα - κβαντικό φαινόμενο, το αντίστοιχο πηγάδι δυναμικού γίνεται κβαντικό πηγάδι. Ονομάζουμε το LD με υπερπλέγμα και δομή κβαντικού φρεατίου κβαντικό φρεάτιο LD. Η ύπαρξη ενός φρεατίου δυναμικού φορέα LD ονομάζεται μονής κβαντικής κοιλότητας (SQW) LD, και ένα κβαντικό φρεάτιο LD που έχει n φρεάτια δυναμικού φορέα και ένα (n+1) φράγμα ονομάζεται πηγάδι πολλαπλής προφόρτισης (MQW) LD. Η δίοδος λέιζερ κβαντικού φρεατίου έχει μια δομή στην οποία το πάχος ενεργού στρώματος (d) μιας διόδου λέιζερ γενικής διπλής ετεροσύνδεσης (DH) είναι δεκάδες νανόμετρα ή λιγότερο. Οι δίοδοι λέιζερ κβαντικών πηγαδιών έχουν τα πλεονεκτήματα του ρεύματος χαμηλού κατωφλίου, της λειτουργίας υψηλής θερμοκρασίας, του στενού πλάτους φασματικής γραμμής και της υψηλής ταχύτητας διαμόρφωσης.
(5) Λέιζερ εκπομπής κάθετης επιφάνειας κοιλότητας (VCSEL) Η ενεργός περιοχή του βρίσκεται ανάμεσα σε δύο στρώσεις περιορισμού και αποτελεί μια διαμόρφωση διπλής ετεροσύνδεσης (DH). Προκειμένου να περιοριστεί το ρεύμα έγχυσης στην ενεργό περιοχή, το ρεύμα εμφύτευσης περιορίζεται πλήρως σε μια κυκλική ενεργή περιοχή μέσω θαμμένων τεχνικών κατασκευής. Το μήκος της κοιλότητάς του είναι θαμμένο στο διαμήκη μήκος της δομής DH, γενικά 5 ~ 10 μ¼ m, και τα δύο κάτοπτρα της κοιλότητάς του δεν είναι πλέον το επίπεδο διάσπασης του κρυστάλλου και ο ένας καθρέφτης είναι τοποθετημένος στην πλευρά P (κλειδί Το άλλο Η πλευρά του καθρέφτη τοποθετείται στην πλευρά Ν (η πλευρά του υποστρώματος ή η πλευρά εξόδου φωτός) Έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής φωτεινής απόδοσης, εξαιρετικά χαμηλής ενθαλπίας εργασίας, σταθερότητας υψηλής θερμοκρασίας και μεγάλης διάρκειας ζωής.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept