Strokovno znanje

Vrste polprevodniških laserskih diod

2021-03-19
Laserji so razvrščeni glede na njihovo strukturo: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: porazdeljena povratna informacija, DBR: porazdeljeni Braggov reflektor, QW: kvantna vdolbina, VCSEL: odsev od površine vertikalne votline.
(1) Laserska dioda tipa Fabry-Perot (FP) je sestavljena iz epitaksalno gojenega aktivnega sloja in omejevalne plasti na obeh straneh aktivne plasti, resonančna votlina pa je sestavljena iz dveh cepilnih ravnin kristala in aktivne plasti lahko je tipa N, lahko tudi tipa P. Zaradi obstoja heterostične pregrade zaradi razlike v pasovni vrzeli, elektronov in lukenj, vbrizganih v aktivno plast, ni mogoče razpršiti in omejiti v tanko aktivno plast, tako da je celo majhen tok enostavno realizirati. Aktivna plast z ozko pasovno vrzeljo ima večji lomni količnik kot omejevalna plast, svetloba pa je koncentrirana v območju z veliko obrestno mero, zato je omejena tudi na aktivno plast. Ko električni-F, ki tvori obrnjeno bifurkacijo v aktivni plasti, preide iz prevodnega pasu v valenčni pas (ali raven nečistoč), se fotoni združijo z luknjami, da oddajajo fotone, fotoni pa nastanejo v votlini z dvema cepitvama. letala. Razširjanje povratnega odboja se nenehno povečuje, da se doseže optični dobiček. Ko je optični dobiček večji od izgube resonančne votline, se laser oddaja navzven. Laser je v bistvu optični resonančni ojačevalnik s stimuliranim oddajanjem.
(2) Laserska dioda z porazdeljeno povratno informacijo (DFB) Glavna razlika med njo in lasersko diodo tipa FP je, da nima gručastega odboja zrcala votline, njen odbojni mehanizem pa zagotavlja Braggova rešetka na valovodu aktivnega območja, le zadovoljen. Odprtina po Braggovem principu sipanja. Dovoljeno je, da se odbija naprej in nazaj v mediju, laser pa se pojavi, ko medij doseže populacijsko inverzijo in dobiček doseže prag. Ta vrsta refleksivnega mehanizma je subtilen mehanizem povratnih informacij, od tod tudi ime laserska dioda z porazdelitvijo povratnih informacij. Zaradi frekvenčno selektivne funkcije Braggove rešetke ima zelo dobro monokromatičnost in usmerjenost; poleg tega, ker ne uporablja kristalne cepitvene ravnine kot zrcalo, jo je lažje integrirati.
(3) Porazdeljena Braggova (DBR) reflektorska laserska dioda Razlika med njo in lasersko diodo DFB je v tem, da njen periodični jarek ni na površini aktivnega valovoda, temveč na pasivnem valovodu na obeh straneh valovoda aktivne plasti, ta pred- Pasivni periodični valoviti valovod deluje kot Braggovo zrcalo. V spektru spontane emisije lahko učinkovito povratno informacijo zagotovijo le svetlobni valovi blizu Braggove frekvence. Zaradi značilnosti ojačanja aktivnega valovoda in Braggove refleksije pasivnega periodičnega valovoda lahko le svetlobni val blizu Braggove frekvence zadovolji pogoj nihanja in tako odda laser.
(4) Laserske diode kvantne vdolbine (QW) Ko se debelina aktivne plasti zmanjša na De Brogliejevo valovno dolžino (λ 50 nm) ali v primerjavi z Bohrovim polmerom (1 do 50 nm), so lastnosti polprevodnika temeljno. Spremembe, struktura polprevodniškega energijskega pasu, lastnosti mobilnosti nosilcev bodo imele nov učinek - kvantni učinek, ustrezna potencialna vrtina postane kvantna vrtina. LD s supermrežo in strukturo kvantne vrtine imenujemo kvantna vrtina LD. Nosilno potencialno vdolbino LD imenujemo LD z enojno kvantno vdolbino (SQW), kvantno vdolbino LD z n nosilnimi potencialnimi vdolbinicami in (n+1) pregrado pa imenujemo LD z več prednapolnitvijo (MQW). Laserska dioda s kvantno vdolbino ima strukturo, v kateri je debelina aktivne plasti (d) splošne laserske diode z dvojnim heterostikcem (DH) narejena na desetine nanometrov ali manj. Laserske diode s kvantno vdolbino imajo prednosti nizkega praga toka, delovanja pri visoki temperaturi, ozke spektralne širine črte in visoke hitrosti modulacije.
(5) Laser, ki oddaja navpično votlino (VCSEL) Njegovo aktivno območje se nahaja med dvema zapornima slojema in tvori konfiguracijo dvojnega heterostika (DH). Da bi omejili injekcijski tok v aktivnem območju, je implantacijski tok popolnoma omejen v krožnem aktivnem območju s pomočjo tehnik zakopane izdelave. Dolžina njegove votline je zakopana v vzdolžno dolžino strukture DH, običajno 5 ~ 10 μm, in dve zrcalci njene votline nista več cepitvena ravnina kristala, njegovo eno zrcalo pa je nastavljeno na strani P (tipka Drugo stran zrcala je postavljena na stran N (stran substrata ali stran izhodne svetlobe) Prednosti so visoka svetlobna učinkovitost, izjemno nizka delovna entalpija, visoka temperaturna stabilnost in dolga življenjska doba.
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