Profesjonalna wiedza

Rodzaje półprzewodnikowych diod laserowych

2021-03-19
Lasery są klasyfikowane według ich struktury: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: rozproszone sprzężenie zwrotne, DBR: rozproszony reflektor Bragga, QW: studnia kwantowa, VCSEL: laser odbity od powierzchni pionowej wnęki.
(1) Dioda laserowa typu Fabry-Perot (FP) składa się z epitaksjalnie rosnącej warstwy aktywnej i warstwy ograniczającej po obu stronach warstwy aktywnej, a wnęka rezonansowa składa się z dwóch płaszczyzn cięcia kryształu i warstwy aktywnej może być typu N, może być również typu P. Ze względu na istnienie bariery heterozłącza spowodowanej różnicą pasma wzbronionego, elektrony i dziury wstrzykiwane do warstwy aktywnej nie mogą być rozproszone i zamknięte w cienkiej warstwie aktywnej, tak że przepływa nawet niewielki prąd, co jest łatwe do zrealizowania. Z drugiej strony, warstwa aktywna z wąskim pasmem wzbronionym ma większy współczynnik załamania niż warstwa ograniczająca, a światło jest skoncentrowane w obszarze o dużej stopie procentowej, więc jest również ograniczone do warstwy aktywnej. Kiedy elektryczne F tworzące odwrócone bifurkacje w warstwie aktywnej przechodzi z pasma przewodnictwa do pasma walencyjnego (lub poziomu zanieczyszczeń), fotony łączą się z otworami, aby emitować fotony, a fotony powstają we wnęce mającej dwa rozszczepienia samoloty. Propagacja odbicia posuwisto-zwrotnego jest stale wzmacniana w celu uzyskania wzmocnienia optycznego. Kiedy wzmocnienie optyczne jest większe niż utrata wnęki rezonansowej, laser jest emitowany na zewnątrz. Laser jest zasadniczo optycznym wzmacniaczem rezonansowym emitującym stymulację.
(2) Dioda laserowa z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym (DFB) Główna różnica między nią a diodą laserową typu FP polega na tym, że nie ma ona skupionego odbicia lustra wnękowego, a jej mechanizm odbicia jest zapewniany przez siatkę Bragga na falowodzie obszaru aktywnego, tylko spełniony Apertura zasady rozpraszania Bragga. Dozwolone jest odbijanie tam iz powrotem w ośrodku, a laser pojawia się, gdy ośrodek osiąga inwersję obsadzeń, a wzmocnienie spełnia warunek progowy. Ten rodzaj mechanizmu odbicia jest subtelnym mechanizmem sprzężenia zwrotnego, stąd nazwa dioda laserowa z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym. Ze względu na funkcję selektywności częstotliwości siatki Bragga ma ona bardzo dobrą monochromatyczność i kierunkowość; ponadto, ponieważ nie wykorzystuje płaszczyzny cięcia kryształu jako lustra, jest łatwiejszy do zintegrowania.
(3) Reflektorowa dioda laserowa rozproszonego Bragga (DBR) Różnica między nią a diodą laserową DFB polega na tym, że jej okresowy rowek nie znajduje się na aktywnej powierzchni falowodu, ale na pasywnym falowodzie po obu stronach aktywnego falowodu warstwy, to wstępne Pasywny okresowy falisty falowód działa jak lustro Bragga. W widmie emisji spontanicznej tylko fale świetlne w pobliżu częstotliwości Bragga mogą zapewnić skuteczne sprzężenie zwrotne. Ze względu na charakterystykę wzmocnienia aktywnego falowodu i odbicie Bragga pasywnego falowodu okresowego, tylko fala świetlna w pobliżu częstotliwości Bragga może spełnić warunek oscylacji, emitując w ten sposób laser.
(4) Diody laserowe ze studnią kwantową (QW) Gdy grubość warstwy aktywnej zostanie zredukowana do długości fali De Broglie'a (λ 50 nm) lub w porównaniu z promieniem Bohra (1 do 50 nm), właściwości półprzewodnika są fundamentalny. Zmiany, struktura pasmowa energii półprzewodnika, właściwości ruchliwości nośników będą miały nowy efekt - efekt kwantowy, odpowiadająca mu studnia potencjału stanie się studnią kwantową. LD ze strukturą supersieci i studni kwantowej nazywamy studnią kwantową LD. Posiadanie studni potencjału nośnika LD jest nazywane pojedynczą studnią kwantową (SQW) LD, a studnia kwantowa LD mająca n studni potencjału nośnika i barierę (n+1) nazywana jest studnią z wieloma ładunkami wstępnymi (MQW) LD. Dioda laserowa ze studnią kwantową ma strukturę, w której grubość warstwy aktywnej (d) ogólnej diody laserowej z podwójnym heterozłączem (DH) wynosi dziesiątki nanometrów lub mniej. Zaletą diod laserowych ze studnią kwantową jest niski prąd progowy, praca w wysokiej temperaturze, wąska szerokość linii widmowej i duża prędkość modulacji.
(5) Laser emitujący powierzchnię pionowej wnęki (VCSEL) Jego obszar aktywny znajduje się pomiędzy dwiema warstwami ograniczającymi i tworzy konfigurację podwójnego heterozłącza (DH). Aby ograniczyć prąd wstrzykiwania w obszarze aktywnym, prąd implantacji jest całkowicie ograniczony w okrągłym obszarze aktywnym za pomocą technik wytwarzania zakopanego. Długość jego wnęki jest zakopana w podłużnej długości struktury DH, zwykle 5 ~ 10 μm, a dwa zwierciadła jej wnęki nie są już płaszczyzną cięcia kryształu, a jego jedno zwierciadło jest ustawione po stronie P (klucz Drugie strona zwierciadła umieszczona jest po stronie N (strona podłoża lub strona wyjścia światła) Charakteryzuje się wysoką skutecznością świetlną, wyjątkowo niską entalpią pracy, wysoką stabilnością temperaturową oraz długą żywotnością.
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