Princíp fungovaniapolovodičový laser
V prvom rade sú predstavené požiadavky na parametre pre polovodičové lasery, ktoré zahŕňajú najmä tieto aspekty:
1. Fotoelektrický výkon: vrátane extinkčného pomeru, dynamickej šírky čiary a iných parametrov, tieto parametre priamo ovplyvňujú výkon polovodičových laserov v komunikačných systémoch.
2. Štrukturálne parametre: ako je svetelná veľkosť a usporiadanie, definícia konca extrakcie, veľkosť inštalácie a veľkosť obrysu.
3. Vlnová dĺžka: Rozsah vlnových dĺžok polovodičového lasera je 650 ~ 1650 nm a presnosť je vysoká.
4. Prahový prúd (Ith) a prevádzkový prúd (lop): Tieto parametre určujú podmienky spustenia a pracovný stav polovodičového lasera.
5. Výkon a napätie: Meraním výkonu, napätia a prúdu polovodičového lasera pri práci je možné nakresliť krivky PV, PI a IV, aby ste pochopili ich pracovné charakteristiky.
Pracovný princíp
1. Podmienky zisku: Stanoví sa inverzná distribúcia nosičov náboja v laserovom médiu (aktívna oblasť). V polovodiči je energia elektrónov reprezentovaná sériou takmer nepretržitých energetických hladín. Preto musí byť počet elektrónov na spodnej časti vodivého pásma vo vysokoenergetickom stave oveľa väčší ako počet otvorov na vrchu valenčného pásma v nízkoenergetickom stave medzi dvoma oblasťami energetického pásma, aby sa dosiahla inverzia počet častíc. To sa dosiahne aplikáciou pozitívneho predpätia na homojunkciu alebo heterojunkciu a vstreknutím potrebných nosičov do aktívnej vrstvy na excitáciu elektrónov z nižšieho energetického valenčného pásma do pásu s vyššou energiou. Keď sa veľké množstvo elektrónov v reverznom stave populácie častíc rekombinuje s dierami, dochádza k stimulovanej emisii.
2. Aby bolo možné skutočne získať koherentné stimulované žiarenie, musí byť stimulované žiarenie niekoľkokrát privedené späť v optickom rezonátore, aby sa vytvorila oscilácia lasera, rezonátor lasera je tvorený prirodzeným štiepnym povrchom polovodičového kryštálu ako zrkadlo, zvyčajne pokovované na konci svetla vysoko reflexným viacvrstvovým dielektrickým filmom a hladký povrch je pokrytý redukovaným reflexným filmom. Pre polovodičový laser s dutinou Fp (Fabry-Perotova dutina) je možné dutinu FP ľahko skonštruovať použitím prirodzenej roviny štiepenia kolmej na rovinu spojenia pn kryštálu.
(3) Aby sa vytvorila stabilná oscilácia, musí byť laserové médium schopné poskytnúť dostatočne veľký zisk na kompenzáciu optickej straty spôsobenej rezonátorom a straty spôsobenej výstupom lasera z povrchu dutiny a neustále zvyšovať svetelné pole v dutine. Toto musí mať dostatočne silné prúdové vstrekovanie, to znamená, že je dostatočná inverzia počtu častíc, čím vyšší je stupeň inverzie počtu častíc, tým väčší je zisk, to znamená, že požiadavka musí spĺňať určitú aktuálnu prahovú podmienku. Keď laser dosiahne prahovú hodnotu, svetlo so špecifickou vlnovou dĺžkou môže rezonovať v dutine a zosilniť ho a nakoniec vytvoriť laser a kontinuálny výstup.
Požiadavka na výkon
1. Modulačná šírka pásma a rýchlosť: Polovodičové lasery a ich modulačná technológia sú kľúčové v bezdrôtovej optickej komunikácii a modulačná šírka pásma a rýchlosť priamo ovplyvňujú kvalitu komunikácie. Vnútorne modulovaný laser (priamo modulovaný laser) je vhodný pre rôzne oblasti komunikácie s optickými vláknami z dôvodu vysokej rýchlosti prenosu a nízkych nákladov.
2. Spektrálne charakteristiky a modulačné charakteristiky: Polovodičové lasery s distribuovanou spätnou väzbou (DFB laser) sa stali dôležitým zdrojom svetla v komunikácii optických vlákien a vesmírnej optickej komunikácii kvôli svojim vynikajúcim spektrálnym charakteristikám a modulačným charakteristikám.
3. Náklady a hromadná výroba: Polovodičové lasery musia mať výhody nízkych nákladov a hromadnej výroby, aby vyhovovali potrebám výroby a aplikácií vo veľkom meradle.
4. Spotreba energie a spoľahlivosť: V aplikačných scenároch, ako sú dátové centrá, polovodičové lasery vyžadujú nízku spotrebu energie a vysokú spoľahlivosť, aby sa zabezpečila dlhodobá stabilná prevádzka.
Čas odoslania: 19. september 2024