Principiu di funziunamentu di u laser à semiconduttore

Principiu di funziunamentu dilaser à semiconduttore

Prima di tuttu, sò introdutti i requisiti di i parametri per i laser à semiconduttori, cumpresi principalmente i seguenti aspetti:
1. Prestazione fotoelettrica: cumprese u rapportu di estinzione, a larghezza di linea dinamica è altri parametri, questi parametri influenzanu direttamente a prestazione di i laser à semiconduttori in i sistemi di cumunicazione.
2. Parametri strutturali: cum'è a dimensione è a dispusizione luminosa, a definizione di l'estremità di l'estrazione, a dimensione di l'installazione è a dimensione di u contornu.
3. Lunghezza d'onda: A gamma di lunghezza d'onda di u laser à semiconduttore hè 650 ~ 1650 nm, è a precisione hè alta.
4. Corrente di soglia (Ith) è corrente di funziunamentu (lop): Quessi parametri determinanu e cundizioni di partenza è u statu di funziunamentu di u laser à semiconduttore.
5. Putenza è tensione: Misurendu a putenza, a tensione è a corrente di u laser à semiconduttore in funzione, si ponu traccià curve PV, PI è IV per capisce e so caratteristiche di funziunamentu.

Principiu di funziunamentu
1. Cundizioni di guadagnu: A distribuzione d'inversione di i purtatori di carica in u mezu laser (regione attiva) hè stabilita. In u semiconduttore, l'energia di l'elettroni hè rapprisentata da una seria di livelli d'energia quasi cuntinui. Dunque, u numeru d'elettroni in fondu à a banda di conduzione in u statu d'alta energia deve esse assai più grande di u numeru di buchi in cima à a banda di valenza in u statu di bassa energia trà e duie regioni di banda d'energia per ottene l'inversione di u numeru di particelle. Questu hè ottenutu applicendu una polarizazione pusitiva à l'omogiunzione o l'eterogiunzione è iniettendu i purtatori necessarii in u stratu attivu per eccità l'elettroni da a banda di valenza d'energia più bassa à a banda di conduzione d'energia più alta. Quandu un gran numeru d'elettroni in u statu di pupulazione di particelle inversa si ricombinanu cù i buchi, si verifica l'emissione stimulata.
2. Per ottene in realtà una radiazione stimulata coerente, a radiazione stimulata deve esse rialimentata parechje volte in u risonatore otticu per furmà l'oscillazione laser, u risonatore di u laser hè furmatu da a superficia di scissione naturale di u cristallu semiconduttore cum'è un specchiu, di solitu placcatu à l'estremità di a luce cù una pellicola dielettrica multistrato à alta riflessione, è a superficia liscia hè placcata cù una pellicola di riflessione ridutta. Per u laser semiconduttore à cavità Fp (cavità Fabry-Perot), a cavità FP pò esse facilmente custruita aduprendu u pianu di scissione naturale perpendiculare à u pianu di giunzione pn di u cristallu.
(3) Per furmà una oscillazione stabile, u mediu laser deve esse capace di furnisce un guadagnu abbastanza grande per cumpensà a perdita ottica causata da u risonatore è a perdita causata da l'uscita laser da a superficia di a cavità, è aumentà constantemente u campu luminosu in a cavità. Questu deve avè una iniezione di corrente abbastanza forte, vale à dì, ci hè abbastanza inversione di u numeru di particelle, più altu hè u gradu di inversione di u numeru di particelle, più grande hè u guadagnu, vale à dì, u requisitu deve risponde à una certa cundizione di soglia di corrente. Quandu u laser ghjunghje à a soglia, a luce cù una lunghezza d'onda specifica pò esse risunata in a cavità è amplificata, è infine furmà un laser è una uscita cuntinua.

Requisitu di rendiment
1. Larghezza di banda è velocità di modulazione: i laser à semiconduttori è a so tecnulugia di modulazione sò cruciali in a cumunicazione ottica senza filu, è a larghezza di banda è a velocità di modulazione influenzanu direttamente a qualità di a cumunicazione. Laser modulatu internamente (laser modulatu direttamente) hè adattatu per diversi campi in a cumunicazione in fibra ottica per via di a so trasmissione à alta velocità è di u so bassu costu.
2. Caratteristiche spettrali è caratteristiche di modulazione: Laser à retroazione distribuita à semiconduttori (Laser DFB) sò diventati una fonte di luce impurtante in a cumunicazione in fibra ottica è in a cumunicazione ottica spaziale per via di e so eccellenti caratteristiche spettrali è caratteristiche di modulazione.
3. Costu è pruduzzione di massa: I laser à semiconduttori devenu avè i vantaghji di un costu bassu è di una pruduzzione di massa per risponde à i bisogni di a pruduzzione è di l'applicazioni à grande scala.
4. Cunsumu energeticu è affidabilità: In scenarii d'applicazione cum'è i centri di dati, i laser à semiconduttori necessitanu un cunsumu energeticu bassu è una alta affidabilità per assicurà un funziunamentu stabile à longu andà.