सेमीकंडक्टर लेसरचे कार्य तत्व

चे कार्य तत्वअर्धवाहक लेसर

सर्वप्रथम, सेमीकंडक्टर लेसरसाठी पॅरामीटर आवश्यकता सादर केल्या आहेत, ज्यामध्ये प्रामुख्याने खालील बाबींचा समावेश आहे:
१. फोटोइलेक्ट्रिक कामगिरी: एक्स्टिनेशन रेशो, डायनॅमिक लाइनविड्थ आणि इतर पॅरामीटर्ससह, हे पॅरामीटर्स कम्युनिकेशन सिस्टममधील सेमीकंडक्टर लेसरच्या कामगिरीवर थेट परिणाम करतात.
२. स्ट्रक्चरल पॅरामीटर्स: जसे की चमकदार आकार आणि व्यवस्था, एक्सट्रॅक्शन एंड डेफिनेशन, इंस्टॉलेशन आकार आणि आउटलाइन आकार.
३. तरंगलांबी: सेमीकंडक्टर लेसरची तरंगलांबी श्रेणी ६५०~१६५०nm आहे आणि अचूकता जास्त आहे.
४. थ्रेशोल्ड करंट (Ith) आणि ऑपरेटिंग करंट (lop) : हे पॅरामीटर्स सेमीकंडक्टर लेसरच्या स्टार्ट-अप परिस्थिती आणि कार्यरत स्थिती निश्चित करतात.
५. पॉवर आणि व्होल्टेज: कामाच्या ठिकाणी सेमीकंडक्टर लेसरची पॉवर, व्होल्टेज आणि करंट मोजून, त्यांची कार्य वैशिष्ट्ये समजून घेण्यासाठी PV, PI आणि IV वक्र काढले जाऊ शकतात.

कामाचे तत्व
१. लाभाच्या अटी: लेसिंग माध्यमात (सक्रिय प्रदेश) चार्ज वाहकांचे उलट वितरण स्थापित केले जाते. अर्धवाहकामध्ये, इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा जवळजवळ सतत ऊर्जा पातळीच्या मालिकेद्वारे दर्शविली जाते. म्हणून, कण संख्येचे उलटेपणा साध्य करण्यासाठी उच्च ऊर्जा स्थितीत वाहक बँडच्या तळाशी असलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या दोन ऊर्जा बँड प्रदेशांमधील कमी ऊर्जा स्थितीत व्हॅलेन्स बँडच्या वरच्या बाजूला असलेल्या छिद्रांच्या संख्येपेक्षा खूप जास्त असणे आवश्यक आहे. हे होमोजंक्शन किंवा हेटेरोजंक्शनवर सकारात्मक पूर्वाग्रह लागू करून आणि कमी ऊर्जा व्हॅलेन्स बँडमधून उच्च ऊर्जा वाहक बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन उत्तेजित करण्यासाठी सक्रिय थरात आवश्यक वाहक इंजेक्ट करून साध्य केले जाते. जेव्हा उलट कण लोकसंख्या स्थितीत मोठ्या संख्येने इलेक्ट्रॉन छिद्रांसह पुन्हा एकत्रित होतात, तेव्हा उत्तेजित उत्सर्जन होते.
२. प्रत्यक्षात सुसंगत उत्तेजित किरणोत्सर्ग मिळविण्यासाठी, उत्तेजित किरणोत्सर्ग ऑप्टिकल रेझोनेटरमध्ये अनेक वेळा परत पाठवावा लागतो जेणेकरून लेसर दोलन तयार होईल, लेसरचा रेझोनेटर अर्धसंवाहक क्रिस्टलच्या नैसर्गिक क्लीवेज पृष्ठभागाद्वारे आरशाप्रमाणे तयार होतो, सामान्यतः प्रकाशाच्या शेवटी उच्च परावर्तन बहुस्तरीय डायलेक्ट्रिक फिल्मसह प्लेटेड केला जातो आणि गुळगुळीत पृष्ठभाग कमी परावर्तन फिल्मने प्लेटेड केला जातो. Fp पोकळी (फॅब्री-पेरोट पोकळी) अर्धसंवाहक लेसरसाठी, क्रिस्टलच्या pn जंक्शन प्लेनला लंब असलेल्या नैसर्गिक क्लीवेज प्लेनचा वापर करून FP पोकळी सहजपणे तयार करता येते.
(३) स्थिर दोलन तयार करण्यासाठी, लेसर माध्यमाला रेझोनेटरमुळे होणारे ऑप्टिकल नुकसान आणि पोकळीच्या पृष्ठभागावरून लेसर आउटपुटमुळे होणारे नुकसान भरून काढण्यासाठी पुरेसा मोठा फायदा प्रदान करणे आवश्यक आहे आणि पोकळीतील प्रकाश क्षेत्र सतत वाढवणे आवश्यक आहे. यामध्ये पुरेसे मजबूत विद्युत प्रवाह इंजेक्शन असणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, पुरेसे कण क्रमांक उलटे असणे आवश्यक आहे, कण क्रमांक उलटे होण्याची डिग्री जितकी जास्त असेल तितका जास्त फायदा, म्हणजेच, आवश्यकता विशिष्ट विद्युत प्रवाहाच्या उंबरठ्याची स्थिती पूर्ण करणे आवश्यक आहे. जेव्हा लेसर उंबरठ्यावर पोहोचतो, तेव्हा विशिष्ट तरंगलांबी असलेला प्रकाश पोकळीत प्रतिध्वनित केला जाऊ शकतो आणि वाढवता येतो आणि शेवटी लेसर आणि सतत आउटपुट तयार करतो.

कामगिरीची आवश्यकता
१. मॉड्युलेशन बँडविड्थ आणि रेट: सेमीकंडक्टर लेसर आणि त्यांचे मॉड्युलेशन तंत्रज्ञान वायरलेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशनमध्ये महत्त्वाचे आहे आणि मॉड्युलेशन बँडविड्थ आणि रेट थेट कम्युनिकेशन गुणवत्तेवर परिणाम करतात. अंतर्गत मॉड्युलेटेड लेसर (थेट मॉड्युलेटेड लेसर) हे हाय स्पीड ट्रान्समिशन आणि कमी किमतीमुळे ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशनच्या विविध क्षेत्रांसाठी योग्य आहे.
२. वर्णपटीय वैशिष्ट्ये आणि मॉड्युलेशन वैशिष्ट्ये: सेमीकंडक्टर वितरित अभिप्राय लेसर (डीएफबी लेसर) त्यांच्या उत्कृष्ट वर्णक्रमीय वैशिष्ट्यांमुळे आणि मॉड्युलेशन वैशिष्ट्यांमुळे ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन आणि स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशनमध्ये एक महत्त्वाचा प्रकाश स्रोत बनला आहे.
३. खर्च आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन: मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि अनुप्रयोगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी सेमीकंडक्टर लेसरमध्ये कमी खर्च आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनाचे फायदे असणे आवश्यक आहे.
४. वीज वापर आणि विश्वासार्हता: डेटा सेंटरसारख्या अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये, सेमीकंडक्टर लेसरना दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी कमी वीज वापर आणि उच्च विश्वासार्हता आवश्यक असते.