അർദ്ധചാലക ലേസറിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

പ്രവർത്തന തത്വംഅർദ്ധചാലക ലേസർ

ഒന്നാമതായി, അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾക്കുള്ള പാരാമീറ്റർ ആവശ്യകതകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:
1. ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പ്രകടനം: വംശനാശ അനുപാതം, ഡൈനാമിക് ലൈൻവിഡ്ത്ത്, മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ, ഈ പരാമീറ്ററുകൾ ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങളിലെ അർദ്ധചാലക ലേസറുകളുടെ പ്രകടനത്തെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.
2. ഘടനാപരമായ പാരാമീറ്ററുകൾ: പ്രകാശമാനമായ വലിപ്പവും ക്രമീകരണവും, എക്സ്ട്രാക്ഷൻ എൻഡ് ഡെഫനിഷൻ, ഇൻസ്റ്റലേഷൻ വലിപ്പം, ഔട്ട്ലൈൻ വലിപ്പം എന്നിവ പോലെ.
3. തരംഗദൈർഘ്യം: അർദ്ധചാലക ലേസറിൻ്റെ തരംഗദൈർഘ്യ പരിധി 650~1650nm ആണ്, കൃത്യത ഉയർന്നതാണ്.
4. ത്രെഷോൾഡ് കറൻ്റ് (ഇത്), ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറൻ്റ് (ലോപ്പ്) : ഈ പാരാമീറ്ററുകൾ അർദ്ധചാലക ലേസറിൻ്റെ സ്റ്റാർട്ടപ്പ് അവസ്ഥകളും പ്രവർത്തന നിലയും നിർണ്ണയിക്കുന്നു.
5. പവറും വോൾട്ടേജും: ജോലിസ്ഥലത്തെ അർദ്ധചാലക ലേസറിൻ്റെ പവർ, വോൾട്ടേജ്, കറൻ്റ് എന്നിവ അളക്കുന്നതിലൂടെ, പിവി, പിഐ, ഐവി കർവുകൾ അവയുടെ പ്രവർത്തന സവിശേഷതകൾ മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും.

പ്രവർത്തന തത്വം
1. നേട്ട വ്യവസ്ഥകൾ: ലേസിംഗ് മീഡിയത്തിൽ (സജീവ മേഖല) ചാർജ് കാരിയറുകളുടെ വിപരീത വിതരണം സ്ഥാപിച്ചു. അർദ്ധചാലകത്തിൽ, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊർജ്ജത്തെ ഏതാണ്ട് തുടർച്ചയായ ഊർജ്ജ നിലകളുടെ ഒരു ശ്രേണി പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജാവസ്ഥയിലുള്ള ചാലക ബാൻഡിൻ്റെ താഴെയുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം വിപരീതം കൈവരിക്കുന്നതിന് രണ്ട് ഊർജ്ജ ബാൻഡ് പ്രദേശങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള താഴ്ന്ന ഊർജ്ജാവസ്ഥയിലുള്ള വാലൻസ് ബാൻഡിൻ്റെ മുകളിലെ ദ്വാരങ്ങളുടെ എണ്ണത്തേക്കാൾ വളരെ വലുതായിരിക്കണം. കണികാ സംഖ്യ. ഹോമോജംഗ്ഷനിലോ ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനിലോ പോസിറ്റീവ് ബയസ് പ്രയോഗിച്ച്, താഴ്ന്ന എനർജി വാലൻസ് ബാൻഡിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന എനർജി കണ്ടക്ഷൻ ബാൻഡിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ കാരിയറുകളെ സജീവ പാളിയിലേക്ക് കുത്തിവയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ഇത് കൈവരിക്കാനാകും. വിപരീത കണികാ പോപ്പുലേഷൻ അവസ്ഥയിലെ ധാരാളം ഇലക്ട്രോണുകൾ ദ്വാരങ്ങളുമായി വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനം സംഭവിക്കുന്നു.
2. യഥാർത്ഥത്തിൽ യോജിച്ച ഉത്തേജിതമായ വികിരണം ലഭിക്കുന്നതിന്, ലേസർ ആന്ദോളനം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഉത്തേജിതമായ വികിരണം ഒപ്റ്റിക്കൽ റെസൊണേറ്ററിൽ പലതവണ തിരികെ നൽകണം, ലേസർ റെസൊണേറ്റർ അർദ്ധചാലക ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ സ്വാഭാവിക പിളർപ്പ് ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കണ്ണാടിയായി രൂപം കൊള്ളുന്നു, സാധാരണയായി പ്രകാശത്തിൻ്റെ അറ്റത്ത് ഉയർന്ന പ്രതിഫലനമുള്ള മൾട്ടിലെയർ ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ഫിലിം ഉപയോഗിച്ച് പൂശുന്നു, കൂടാതെ മിനുസമാർന്ന ഉപരിതലം ഒരു റിഫ്ലക്ഷൻ ഫിലിം കൊണ്ട് പൂശിയിരിക്കുന്നു. Fp cavity (Fabry-Perot cavity) അർദ്ധചാലക ലേസർക്കായി, ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ pn ജംഗ്ഷൻ തലത്തിന് ലംബമായി സ്വാഭാവിക പിളർപ്പ് തലം ഉപയോഗിച്ച് FP അറ എളുപ്പത്തിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.
(3) സുസ്ഥിരമായ ആന്ദോളനം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന്, റെസൊണേറ്റർ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ നഷ്ടത്തിനും അറയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്നുള്ള ലേസർ ഔട്ട്പുട്ട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന നഷ്ടത്തിനും നികത്താൻ ആവശ്യമായത്ര വലിയ നേട്ടം നൽകാൻ ലേസർ മീഡിയത്തിന് കഴിയണം. അറയിൽ ലൈറ്റ് ഫീൽഡ്. ഇതിന് മതിയായ ശക്തമായ കറൻ്റ് ഇഞ്ചക്ഷൻ ഉണ്ടായിരിക്കണം, അതായത്, ആവശ്യത്തിന് കണികാ സംഖ്യ വിപരീതം ഉണ്ടായിരിക്കണം, ഉയർന്ന അളവിലുള്ള കണികാ സംഖ്യ വിപരീതം, ഉയർന്ന നേട്ടം, അതായത്, ആവശ്യകത ഒരു നിശ്ചിത നിലവിലെ പരിധി വ്യവസ്ഥ പാലിക്കണം. ലേസർ ത്രെഷോൾഡിൽ എത്തുമ്പോൾ, ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശം അറയിൽ പ്രതിധ്വനിപ്പിക്കുകയും ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യുകയും ചെയ്യാം, ഒടുവിൽ ഒരു ലേസർ, തുടർച്ചയായ ഔട്ട്പുട്ട് ഉണ്ടാക്കാം.

പ്രകടന ആവശ്യകത
1. മോഡുലേഷൻ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും നിരക്കും: അർദ്ധചാലക ലേസറുകളും അവയുടെ മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയും വയർലെസ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിൽ നിർണായകമാണ്, കൂടാതെ മോഡുലേഷൻ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും നിരക്കും ആശയവിനിമയ നിലവാരത്തെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ആന്തരിക മോഡുലേറ്റഡ് ലേസർ (നേരിട്ട് മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത ലേസർ) ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനിലെ വിവിധ മേഖലകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, കാരണം അതിൻ്റെ ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള ട്രാൻസ്മിഷനും കുറഞ്ഞ ചെലവും.
2. സ്പെക്ട്രൽ സവിശേഷതകളും മോഡുലേഷൻ സവിശേഷതകളും: അർദ്ധചാലക വിതരണം ചെയ്ത ഫീഡ്ബാക്ക് ലേസറുകൾ(DFB ലേസർ) മികച്ച സ്പെക്ട്രൽ സവിശേഷതകളും മോഡുലേഷൻ സവിശേഷതകളും കാരണം ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയത്തിലും സ്പേസ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിലും ഒരു പ്രധാന പ്രകാശ സ്രോതസ്സായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
3. ചെലവും വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനവും: അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾക്ക് വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിൻ്റെയും ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെയും ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് കുറഞ്ഞ ചെലവിൻ്റെയും വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിൻ്റെയും ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം.
4. വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും വിശ്വാസ്യതയും: ഡാറ്റാ സെൻ്ററുകൾ പോലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾക്ക് ദീർഘകാല സ്ഥിരതയുള്ള പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുന്നതിന് കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയും ആവശ്യമാണ്.