Das Licht ausstrahlen des Prinzip von Halbleiter lasern

Halbleiter laser, Auch bekannt alsLaserdiodenSind Laser, die Halbleiter materialien als Arbeits materialien verwenden. Es hat die Eigenschaften von geringer Größe und langer Lebensdauer und kann einfachen Einspritz strom verwenden, um seine Arbeits spannung und seinen Strom zu pumpen, der mit integrierten Schaltungen kompatibel ist, so dass es monolithisch mit ihm integriert werden kann. Aufgrund dieser Vorteile wurden Halbleiter diodenlaser in der Laser kommunikation, in der optischen Speicherung, in optischen Gyroskopen, im Laser druck, im Entfernungs bereich und im Radar weit verbreitet.

Das Prinzip der Laserlicht emission

Der Laser muss die folgenden Bedingungen erfüllen: Erstens die Population umkehr; Zweitens muss es einen Resonanz hohlraum geben, der eine optische Rückkopplung funktion spielen und eine Laser oszillation bilden kann; die Bildung verschiedener Formen, die einfachste ist der Fabry-Papagei-Resonanz hohlraum. Drittens muss der Laser die Schwellen bedingung erfüllen, das heißt, die Verstärkung muss größer sein als der Gesamt verlust.

Erfüllen Sie bestimmte Schwellen bedingungen.

Um eine stabile Schwingung zu bilden, das Lasermedium muss einen ausreichend großen Gewinn bereitstellen, um den optischen Verlust zu kompensieren, der durch den Resonanz hohlraum und den Verlust verursacht wird, der durch die Laser ausgabe von der Hohlraum oberfläche verursacht wird. und erhöhen Sie kontinuierlich das optische Feld im Hohlraum. Dies erfordert eine ausreichend starke Strom injektion, dh eine ausreichende Bevölkerungs inversion. Je höher der Population inversion sgrad ist, desto größer ist der erzielte Gewinn, dh eine bestimmte aktuelle Schwellen bedingung muss erfüllt sein. Wenn der Laser die Schwelle erreicht, kann das Licht mit einer bestimmten Wellenlänge im Hohlraum schwingen und verstärkt werden und schließlich einen Laser für die kontinuierliche Ausgabe bilden.

Der Resonanz hohlraum kann die Rolle der optischen Rückkopplung spielen und Laser oszillation bilden.

Um tatsächlich kohärente stimulierte Strahlung zu erhalten, muss die stimulierte Strahlung im optischen Resonator mehrmals zurück geführt werden, um eine Lasers chwingung zu bilden. Der Resonanz hohlraum des Lasers wird durch die natürliche Spalt fläche des Halbleiter kristalls als Reflexions spiegel gebildet, der üblicher weise kein Licht emittiert. Das Ende der Linse ist mit einem hoch reflektieren den mehr schicht igen diele kt rischen Film beschichtet, und die lichte mit tierende Oberfläche ist mit einem Anti reflex film beschichtet.

Gewinn bedingungen:

Die Inversion verteilung von Trägern im Lasing medium (aktive Region) wird festgelegt. In Halbleitern wird die Energie von Elektronen durch ein Energie band dargestellt, das aus einer Reihe von Energien iveaus besteht, die nahezu kontinuierlich sind. Um eine Population inversion in Halbleitern zu erreichen, muss sie sich daher im Hochenergie-Leitungsband zwischen den beiden Energie band regionen befinden. Die Anzahl der Elektronen unten ist viel größer als die Anzahl der Löcher am oberen Rand des Valenzbandes mit niedrigem Energie zustand. Dies wird erreicht, indem eine Vorwärts vorspannung auf den Homo übergang oder Hetero übergang angewendet und notwendige Träger in die aktive Schicht injiziert werden. Exzitieren Sie Elektronen vom unteren Energie valenzband zum Leitungsband mit höherer Energie. Wenn sich eine große Anzahl von Elektronen und Löchern in einem Zustand der Population inversion rekombinieren, tritt eine stimulierte Emission auf.