Prinsip kerja laser semikonduktor

Prinsip kerja sakalaser semikonduktor

Kaping pisanan, syarat parameter kanggo laser semikonduktor dikenalake, utamane kalebu aspek ing ngisor iki:
1. Kinerja fotoelektrik: kalebu rasio kepunahan, linewidth dinamis lan parameter liyane, parameter kasebut langsung mengaruhi kinerja laser semikonduktor ing sistem komunikasi.
2. Parameter struktural: kayata ukuran lan susunan sing padhang, definisi pungkasan ekstraksi, ukuran instalasi lan ukuran garis besar.
3. Dawane gelombang: Rentang dawa gelombang laser semikonduktor yaiku 650 ~ 1650nm, lan akurasine dhuwur.
4. Arus ambang (Ith) lan arus operasi (lop): Parameter iki nemtokake kondisi wiwitan lan status kerja laser semikonduktor.
5. Daya lan voltase: Kanthi ngukur daya, voltase lan arus laser semikonduktor sing lagi kerja, kurva PV, PI lan IV bisa digambar kanggo mangerteni karakteristik kerjane.

Prinsip kerja
1. Kondisi gain: Distribusi inversi pembawa muatan ing medium laser (wilayah aktif) wis ditetepake. Ing semikonduktor, energi elektron diwakili dening serangkaian tingkat energi sing meh terus-terusan. Mulane, jumlah elektron ing sisih ngisor pita konduksi ing kahanan energi dhuwur kudu luwih gedhe tinimbang jumlah bolongan ing sisih ndhuwur pita valensi ing kahanan energi endhek antarane rong wilayah pita energi kanggo entuk inversi jumlah partikel. Iki ditindakake kanthi ngetrapake bias positif menyang homojunction utawa heterojunction lan nyuntikake pembawa sing dibutuhake menyang lapisan aktif kanggo ngrangsang elektron saka pita valensi energi ngisor menyang pita konduksi energi sing luwih dhuwur. Nalika akeh elektron ing kahanan populasi partikel sing dibalik gabung maneh karo bolongan, emisi sing distimulasi kedadeyan.
2. Kanggo entuk radiasi sing dirangsang kanthi koheren, radiasi sing dirangsang kudu diumpan bali kaping pirang-pirang ing resonator optik kanggo mbentuk osilasi laser, resonator laser dibentuk dening permukaan pembelahan alami kristal semikonduktor minangka pangilon, biasane dilapisi ing pucuk cahya nganggo film dielektrik multilayer refleksi dhuwur, lan permukaan sing alus dilapisi nganggo film refleksi sing dikurangi. Kanggo laser semikonduktor rongga Fp (rongga Fabry-Perot), rongga FP bisa digawe kanthi gampang kanthi nggunakake bidang pembelahan alami sing tegak lurus karo bidang sambungan pn kristal.
(3) Kanggo mbentuk osilasi sing stabil, medium laser kudu bisa nyedhiyakake gain sing cukup gedhe kanggo ngimbangi kerugian optik sing disebabake dening resonator lan kerugian sing disebabake dening output laser saka permukaan rongga, lan terus nambah medan cahya ing rongga. Iki kudu duwe injeksi arus sing cukup kuwat, yaiku, ana inversi nomer partikel sing cukup, luwih dhuwur derajat inversi nomer partikel, luwih gedhe gain, yaiku, syarat kasebut kudu memenuhi kondisi ambang arus tartamtu. Nalika laser tekan ambang, cahya kanthi dawa gelombang tartamtu bisa diresonisasi ing rongga lan dikuatake, lan pungkasane mbentuk laser lan output terus-terusan.

Syarat kinerja
1. Bandwidth lan kecepatan modulasi: laser semikonduktor lan teknologi modulasine penting banget ing komunikasi optik nirkabel, lan bandwidth lan kecepatan modulasi langsung mengaruhi kualitas komunikasi. Laser sing dimodulasi internal (laser sing dimodulasi langsung) cocok kanggo macem-macem bidang komunikasi serat optik amarga transmisine kanthi kecepatan dhuwur lan biaya sing murah.
2. Karakteristik spektral lan karakteristik modulasi: Laser umpan balik terdistribusi semikonduktor (Laser DFB) wis dadi sumber cahya sing penting ing komunikasi serat optik lan komunikasi optik ruang angkasa amarga karakteristik spektral lan karakteristik modulasi sing apik banget.
3. Biaya lan produksi massal: Laser semikonduktor kudu duwe kaluwihan biaya murah lan produksi massal kanggo nyukupi kabutuhan produksi lan aplikasi skala gedhe.
4. Konsumsi daya lan linuwih: Ing skenario aplikasi kayata pusat data, laser semikonduktor mbutuhake konsumsi daya sing sithik lan linuwih sing dhuwur kanggo njamin operasi sing stabil ing jangka panjang.