Profesinės žinios

Puslaidininkinių lazerinių diodų rūšys

2021-03-19
Lazeriai klasifikuojami pagal struktūrą: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: paskirstytasis grįžtamasis ryšys, DBR: paskirstytasis Bragg reflektorius, QW: kvantinis šulinys, VCSEL: vertikalios ertmės paviršiaus atspindėtas lazeris.
(1) Fabry-Perot (FP) tipo lazerinis diodas sudarytas iš epitaksiniu būdu išauginto aktyvaus sluoksnio ir ribojančio sluoksnio abiejose aktyvaus sluoksnio pusėse, o rezonansinę ertmę sudaro dvi kristalo skilimo plokštumos ir aktyvusis sluoksnis. gali būti N tipo, gali būti ir P tipo. Dėl juostos tarpo skirtumo egzistuojančios heterosandūros barjero, į aktyvųjį sluoksnį įšvirkšti elektronai ir skylės negali būti išsklaidytos ir uždaromos plonu aktyviu sluoksniu, kad tekėtų net nedidelė srovė, tai nesunku realizuoti. Siauros juostos tarpo aktyvusis sluoksnis turi didesnį lūžio rodiklį nei uždaras sluoksnis, o šviesa yra sutelkta regione, turinčiame didelę palūkanų normą, todėl ji taip pat apsiriboja aktyviuoju sluoksniu. Kai elektrinis-F, sudarantis apverstą bifurkaciją aktyviame sluoksnyje, pereina iš laidumo juostos į valentinę juostą (arba priemaišų lygį), fotonai sujungiami su skylutėmis, kad išspinduliuotų fotonus, o fotonai susidaro ertmėje, turinčioje du skilimus. lėktuvai. Stūmoklinio atspindžio sklidimas nuolat didinamas, kad būtų gautas optinis stiprinimas. Kai optinis stiprinimas yra didesnis už rezonansinės ertmės praradimą, lazeris skleidžiamas į išorę. Lazeris iš esmės yra stimuliuojantis optinio rezonanso stiprintuvas.
(2) Paskirstyto grįžtamojo ryšio (DFB) lazerinis diodas Pagrindinis skirtumas tarp jo ir FP tipo lazerinio diodo yra tas, kad jis neatspindi ertmės veidrodžio, o jo atspindžio mechanizmą užtikrina Braggo grotelės ant aktyviosios srities bangolaidžio. patenkintas Braggo sklaidos principo diafragma. Leidžiama atsispindėti terpėje pirmyn ir atgal, o lazeris pasirodo, kai terpė pasiekia populiacijos inversiją ir stiprinimas atitinka slenkstinę sąlygą. Toks atspindžio mechanizmas yra subtilus grįžtamojo ryšio mechanizmas, todėl vadinamas paskirstytu grįžtamojo ryšio lazeriniu diodu. Dėl Bragg grotelių dažnio atrankos funkcijos ji pasižymi labai geru monochromatiškumu ir kryptingumu; be to, kadangi jame kaip veidrodis nenaudojama kristalo skilimo plokštuma, ją lengviau integruoti.
(3) Paskirstytasis Bragg (DBR) reflektorius lazerinis diodas Skirtumas tarp jo ir DFB lazerinio diodo yra tas, kad jo periodinė tranšėja yra ne ant aktyvaus bangolaidžio paviršiaus, o pasyviajame bangolaidžio abiejose aktyvaus sluoksnio bangolaidžio pusėse. Pasyvus periodinis gofruotas bangolaidis veikia kaip Bragg veidrodis. Spontaniškos emisijos spektre tik šviesos bangos, esančios šalia Braggo dažnio, gali suteikti veiksmingą grįžtamąjį ryšį. Dėl aktyvaus bangolaidžio stiprinimo charakteristikų ir pasyviojo periodinio bangolaidžio Braggo atspindžio tik šviesos banga, esanti šalia Braggo dažnio, gali patenkinti virpesių sąlygas, taip išspinduliuojant lazerį.
(4) Kvantinio šulinio (QW) lazeriniai diodai Kai aktyvaus sluoksnio storis sumažinamas iki De Broglie bangos ilgio (λ 50 nm) arba lyginant su Boro spinduliu (nuo 1 iki 50 nm), puslaidininkio savybės yra esminis. Pokyčiai, puslaidininkių energijos juostos struktūra, nešiklio judrumo savybės turės naują efektą – kvantinį efektą, atitinkamas potencialų šulinys tampa kvantiniu šuliniu. LD su supergardele ir kvantinio šulinio struktūra vadiname kvantiniu šuliniu LD. Turint nešiklio potencialo šulinį LD, jis vadinamas vieno kvantinio šulinio (SQW) LD, o kvantinis šulinys LD, turintis n nešiklio potencialo šulinių ir (n+1) barjerą, vadinamas kelių įkrovimo šuliniu (MQW) LD. Kvantinio šulinio lazerinis diodas turi struktūrą, kurioje bendrojo dvigubos heterosandūros (DH) lazerinio diodo aktyvaus sluoksnio storis (d) yra dešimtis nanometrų ar mažesnis. Kvantinių šulinių lazeriniai diodai turi mažos slenkstinės srovės, aukštos temperatūros veikimo, siauro spektrinės linijos pločio ir didelio moduliavimo greičio pranašumus.
(5) Vertikalios ertmės paviršiaus spinduliuojantis lazeris (VCSEL) Jo aktyvioji sritis yra tarp dviejų izoliuojančių sluoksnių ir sudaro dvigubos heterosandūros (DH) konfigūraciją. Siekiant apriboti įpurškimo srovę aktyvioje srityje, implantavimo srovė yra visiškai apribota apskritoje aktyvioje srityje, naudojant palaidotas gamybos technologijas. Jo ertmės ilgis yra palaidotas išilginiame DH struktūros ilgyje, paprastai 5–10 μm, o du jo ertmės veidrodžiai nebėra kristalo skilimo plokštuma, o vienas veidrodis yra nustatytas P pusėje (kitas raktas veidrodžio pusė dedama į N pusę (pagrindo pusė arba šviesos išvesties pusė).Jo privalumai yra didelis šviesos efektyvumas, itin žema darbo entalpija, aukštos temperatūros stabilumas ir ilgas tarnavimo laikas.
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