Yarı iletken lazerlerin ışık yayan prensibi

Yarı iletken lazerlerOlarak da bilinirLazer diyotları, Yarı iletken malzemeleri çalışma malzemeleri olarak kullanan lazerlerdir. Küçük boyutlu ve uzun ömürlü özelliklere sahiptir ve çalışma voltajını ve akımını entegre devrelerle uyumlu hale getirmek için basit enjeksiyon akımını kullanabilir, böylece monolitik olarak entegre edilebilir. Bu avantajlar nedeniyle, yarı iletken diyot lazerler lazer iletişimi, optik depolama, optik gyroskoplar, lazer baskı, değişen ve radarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Lazer ışık emisyonu prensibi

Lazer aşağıdaki koşulları karşılamalıdır: birincisi, nüfus geri dönüşü; İkincisi, optik bir geri bildirim fonksiyonu oynayabilen ve lazer salınımı oluşturabilen bir rezonans boşluğu olmalıdır; çeşitli formların oluşumu, en basit fabry-papağan rezonans boşluğudur. Üçüncü olarak, lazer eşik durumunu karşılamalıdır, yani kazanç toplam kayıptan daha büyük olmalıdır.

Belirli eşik koşullarını karşılayın.

Kararlı bir salınım oluşturmak için lazer ortamı, rezonans boşluğunun neden olduğu optik kaybı ve boşluk yüzeyinden lazer çıkışının neden olduğu kaybı telafi etmek için yeterince büyük bir kazanç sağlamalıdır. Ve boşluktaki optik alanı sürekli arttırır. Bu yeterince güçlü bir akım enjeksiyonu gerektirir, yani yeterli nüfus inversiyonu, nüfus inversiyon derecesi ne kadar yüksek olursa, elde edilen kazanç o kadar büyük olur, yani belirli bir akım eşik koşulu karşılanmalıdır. Lazer eşiğe ulaştığında, belirli bir dalga boyuna sahip ışık boşlukta yankılanabilir ve güçlendirilebilir ve son olarak sürekli çıkış için bir lazer oluşturabilir.

Rezonans boşluğu optik geri bildirimin rolünü oynayabilir ve lazer salınımı oluşturabilir.

Aslında tutarlı uyarılmış radyasyon elde etmek için, uyarılmış radyasyon, lazer salınımı oluşturmak için optik resonatörde birden fazla kez geri beslenmelidir. Lazerin rezonans boşluğu, yarı iletken kristalin doğal bölünme yüzeyi ile genellikle ışık yaymayan bir yansıma aynası olarak oluşur. Lensin ucu, yüksek yansıtıcı çok katmanlı bir dielektrik film ile kaplanır ve ışık yayan yüzey anti-yansıtıcı bir filmle kaplanır.

Kazanç koşulları:

Lasing medium (aktif bölge) içindeki taşıyıcıların inversiyon dağılımı kurulmuştur. Yarı iletkenlerde, elektronların enerjisi, sürekli olarak yakın bir dizi enerji seviyesinden oluşan bir enerji bandı ile temsil edilir. Bu nedenle, yarı iletkenlerde nüfus inversiyonu elde etmek için, iki enerji bandı bölgesi arasındaki yüksek enerjili durum iletim bandında olmalıdır. Alttaki elektronlar sayısı, düşük enerji durumu değerlik bandının üstündeki delik sayısından çok daha büyüktür. Bu, homojunction veya heterojunction için ileri bir önyargı uygulayarak ve gerekli taşıyıcıları aktif tabakaya enjekte ederek elde edilir. Düşük enerji değerlik bandından daha yüksek enerji iletim bandına elektronları uyarır. Çok sayıda elektron ve nüfus inversiyonu durumunda delikler yeniden birleştirildiğinde, uyarılan emisyonlar oluşur.