सेमीकंडक्टर लेसरचे कार्य सिद्धांत

चे कार्य तत्त्वसेमीकंडक्टर लेसर

सर्व प्रथम, सेमीकंडक्टर लेसरसाठी पॅरामीटर आवश्यकता सादर केल्या आहेत, प्रामुख्याने खालील पैलूंचा समावेश आहे:
1. फोटोइलेक्ट्रिक कार्यप्रदर्शन: विलुप्त होण्याचे प्रमाण, डायनॅमिक लाइनविड्थ आणि इतर पॅरामीटर्ससह, हे पॅरामीटर्स थेट संप्रेषण प्रणालींमधील सेमीकंडक्टर लेसरच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करतात.
2. स्ट्रक्चरल पॅरामीटर्स: जसे की चमकदार आकार आणि व्यवस्था, निष्कर्षण समाप्ती व्याख्या, स्थापना आकार आणि बाह्यरेखा आकार.
3. तरंगलांबी: सेमीकंडक्टर लेसरची तरंगलांबी श्रेणी 650~1650nm आहे आणि अचूकता जास्त आहे.
4. थ्रेशोल्ड करंट (Ith) आणि ऑपरेटिंग करंट (lop): हे पॅरामीटर्स सेमीकंडक्टर लेसरची स्टार्ट-अप परिस्थिती आणि कार्यरत स्थिती निर्धारित करतात.
5. पॉवर आणि व्होल्टेज: कामाच्या ठिकाणी सेमीकंडक्टर लेसरची शक्ती, व्होल्टेज आणि प्रवाह मोजून, त्यांची कार्य वैशिष्ट्ये समजून घेण्यासाठी PV, PI आणि IV वक्र काढले जाऊ शकतात.

कार्य तत्त्व
1. लाभ परिस्थिती: लेसिंग माध्यम (सक्रिय प्रदेश) मध्ये चार्ज वाहकांचे उलथापालथ वितरण स्थापित केले आहे. सेमीकंडक्टरमध्ये, इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा जवळजवळ सतत ऊर्जा पातळीच्या मालिकेद्वारे दर्शविली जाते. म्हणून, उच्च उर्जा स्थितीत वहन बँडच्या तळाशी असलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या दोन ऊर्जा बँड क्षेत्रांमधील कमी उर्जा स्थितीत व्हॅलेन्स बँडच्या शीर्षस्थानी असलेल्या छिद्रांच्या संख्येपेक्षा खूप मोठी असणे आवश्यक आहे कण संख्या. हे होमोजंक्शन किंवा हेटरोजंक्शनला सकारात्मक पूर्वाग्रह लागू करून आणि लोअर एनर्जी व्हॅलेन्स बँडपासून उच्च ऊर्जा वाहक बँडकडे इलेक्ट्रॉन उत्तेजित करण्यासाठी सक्रिय स्तरामध्ये आवश्यक वाहक इंजेक्ट करून हे साध्य केले जाते. जेव्हा उलट कणसंख्येतील इलेक्ट्रॉन मोठ्या संख्येने छिद्रांसह एकत्र होतात, तेव्हा उत्तेजित उत्सर्जन होते.
2. प्रत्यक्षात सुसंगत उत्तेजित विकिरण प्राप्त करण्यासाठी, लेसर दोलन तयार करण्यासाठी उत्तेजित रेडिएशन ऑप्टिकल रेझोनेटरमध्ये अनेक वेळा परत दिले जाणे आवश्यक आहे, लेसरचा रेझोनेटर सेमीकंडक्टर क्रिस्टलच्या नैसर्गिक क्लीव्हेज पृष्ठभागाद्वारे आरसा म्हणून तयार होतो, सामान्यतः उच्च रिफ्लेक्शन मल्टीलेयर डायलेक्ट्रिक फिल्मसह प्रकाशाच्या शेवटी प्लेट लावले जाते आणि गुळगुळीत पृष्ठभाग कमी रिफ्लेक्शन फिल्मसह प्लेट केले जाते. एफपी पोकळी (फॅब्री-पेरोट पोकळी) सेमीकंडक्टर लेसरसाठी, क्रिस्टलच्या पीएन जंक्शन प्लेनला लंब असलेल्या नैसर्गिक क्लीवेज प्लेनचा वापर करून एफपी पोकळी सहजपणे तयार केली जाऊ शकते.
(३) स्थिर दोलन तयार करण्यासाठी, रेझोनेटरमुळे होणारे ऑप्टिकल नुकसान आणि पोकळीच्या पृष्ठभागावरून लेसर आउटपुटमुळे होणारे नुकसान भरून काढण्यासाठी लेसर माध्यम पुरेसे मोठे लाभ प्रदान करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे आणि सतत वाढ करणे आवश्यक आहे. पोकळी मध्ये प्रकाश क्षेत्र. यात पुरेसे मजबूत वर्तमान इंजेक्शन असणे आवश्यक आहे, म्हणजे, पुरेसे कण संख्या उलथापालथ असणे आवश्यक आहे, कण संख्या उलथापालथाची डिग्री जितकी जास्त असेल तितका जास्त फायदा, म्हणजेच, आवश्यकतेने विशिष्ट वर्तमान थ्रेशोल्ड स्थिती पूर्ण करणे आवश्यक आहे. जेव्हा लेसर उंबरठ्यावर पोहोचतो, तेव्हा विशिष्ट तरंगलांबी असलेला प्रकाश पोकळीत प्रतिध्वनित होऊ शकतो आणि प्रवर्धित केला जाऊ शकतो आणि शेवटी लेसर आणि सतत आउटपुट तयार करतो.

कामगिरीची आवश्यकता
1. मॉड्युलेशन बँडविड्थ आणि दर: वायरलेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशनमध्ये सेमीकंडक्टर लेसर आणि त्यांचे मॉड्युलेशन तंत्रज्ञान महत्त्वपूर्ण आहे आणि मॉड्युलेशन बँडविड्थ आणि दर थेट संवादाच्या गुणवत्तेवर परिणाम करतात. अंतर्गत मोड्युलेटेड लेसर (थेट मॉड्युलेटेड लेसर) हाय स्पीड ट्रान्समिशन आणि कमी किमतीमुळे ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशनमधील विविध क्षेत्रांसाठी योग्य आहे.
2. स्पेक्ट्रल वैशिष्ट्ये आणि मॉड्यूलेशन वैशिष्ट्ये: सेमीकंडक्टर वितरित फीडबॅक लेसर(DFB लेसर) ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन आणि स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशनमध्ये त्यांच्या उत्कृष्ट स्पेक्ट्रल वैशिष्ट्यांमुळे आणि मॉड्युलेशन वैशिष्ट्यांमुळे एक महत्त्वपूर्ण प्रकाश स्रोत बनले आहेत.
3. खर्च आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन: मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि अनुप्रयोगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी सेमीकंडक्टर लेसरमध्ये कमी किमतीचे आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनाचे फायदे असणे आवश्यक आहे.
4. वीज वापर आणि विश्वासार्हता: डेटा सेंटर्स सारख्या ऍप्लिकेशन परिस्थितींमध्ये, सेमीकंडक्टर लेसरला दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी कमी उर्जा वापर आणि उच्च विश्वासार्हता आवश्यक असते.