Cunoștințe profesionale

Tipurile de diode laser semiconductoare

2021-03-19
Laserele sunt clasificate în funcție de structura lor: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: feedback distribuit, DBR: reflector Bragg distribuit, QW: puț cuantic, VCSEL: laser reflectat de suprafață cu cavitate verticală.
(1) Dioda laser de tip Fabry-Perot (FP) este compusă dintr-un strat activ crescut epitaxial și un strat limitator pe ambele părți ale stratului activ, iar cavitatea rezonantă este compusă din două planuri de clivaj ale cristalului și stratul activ. poate fi de tip N, poate fi și de tip P. Datorită existenței unei bariere de heterojuncție din cauza diferenței de bandă interzisă, electronii și găurile injectate în stratul activ nu pot fi difuzate și limitate într-un strat activ subțire, astfel încât chiar și un curent mic, este ușor de realizat Pe de altă parte. De asemenea, stratul activ de bandă îngustă are un indice de refracție mai mare decât stratul de izolare, iar lumina este concentrată într-o regiune cu o rată a dobânzii mare, deci este limitată și la stratul activ. Când F-ul electric care formează bifurcația inversată în stratul activ trece de la banda de conducție la banda de valență (sau nivelul de impuritate), fotonii sunt combinați cu găurile pentru a emite fotoni, iar fotonii sunt formați într-o cavitate cu două clivaj. avioane. Propagarea reflexiei alternative este îmbunătățită continuu pentru a obține câștigul optic. Când câștigul optic este mai mare decât pierderea cavității rezonante, laserul este emis spre exterior. Laserul este în esență un amplificator rezonant optic cu emisie stimulată.
(2) Dioda laser cu feedback distribuit (DFB) Principala diferență între aceasta și dioda laser de tip FP este că nu are o reflexie concentrată a oglinzii din cavitate, iar mecanismul său de reflexie este asigurat de rețeaua Bragg pe ghidul de undă din zona activă, doar satisfăcut Deschiderea principiului de împrăștiere Bragg. Este permis să se reflecte înainte și înapoi în mediu, iar laserul apare atunci când mediul realizează o inversare a populației și câștigul îndeplinește condiția de prag. Acest tip de mecanism de reflexie este un mecanism de feedback subtil, de unde și numele de diodă laser cu feedback distribuit. Datorită funcției de frecvență selectivă a rețelei Bragg, are o monocromaticitate și direcționalitate foarte bune; în plus, deoarece nu folosește un plan de clivaj cristal ca oglindă, este mai ușor de integrat.
(3) Dioda laser reflector Distributed Bragg (DBR) Diferența dintre aceasta și dioda laser DFB este că șanțul său periodic nu se află pe suprafața ghidului de undă activ, ci pe ghidul de undă pasiv de pe ambele părți ale ghidului de undă a stratului activ, acest pre- Un ghid de undă ondulat periodic pasiv acționează ca o oglindă Bragg. În spectrul de emisie spontană, numai undele luminoase din apropierea frecvenței Bragg pot oferi feedback eficient. Datorită caracteristicilor de câștig ale ghidului de undă activ și reflectării Bragg a ghidului de undă periodic pasiv, doar unda luminoasă din apropierea frecvenței Bragg poate satisface condiția de oscilație, emițând astfel laserul.
(4) Diode laser Quantum Well (QW) Când grosimea stratului activ este redusă la lungimea de undă De Broglie (λ 50 nm) sau în comparație cu raza Bohr (1 la 50 nm), proprietățile semiconductorului sunt fundamental. Schimbările, structura benzii de energie semiconductoare, proprietățile de mobilitate a purtătorului vor avea un efect nou - efect cuantic, putul potențial corespunzător devine un puț cuantic. Numim LD cu superlatice și structură cuantică put cuantică LD. Având un puț de potențial purtător LD se numește un pui cuantic unic (SQW) LD, iar un puț cuantic LD care are n puțuri de potențial purtător și o barieră (n+1) se numește un puț de preîncărcare multiplă (MQW) LD. Dioda laser cu godeu cuantic are o structură în care grosimea stratului activ (d) a unei diode laser cu dublă heterojuncție (DH) generală este realizată de zeci de nanometri sau mai puțin. Diodele laser cu puțuri cuantice au avantajele curentului de prag scăzut, funcționarea la temperatură ridicată, lățimea liniei spectrale înguste și viteza mare de modulare.
(5) Laser emițător de suprafață cu cavitate verticală (VCSEL) Regiunea sa activă este situată între două straturi de izolare și constituie o configurație dublă heterojuncție (DH). Pentru a limita curentul de injecție în regiunea activă, curentul de implantare este complet limitat într-o regiune activă circulară prin intermediul tehnicilor de fabricație îngropate. Lungimea cavității sale este îngropată în lungimea longitudinală a structurii DH, în general 5 ~ 10μm, iar cele două oglinzi ale cavității sale nu mai sunt planul de clivaj al cristalului, iar oglinda sa este așezată pe partea P (cheia Cealaltă partea oglinzii este plasată pe partea N (partea substratului sau partea de ieșire a luminii) Are avantajele unei eficiențe luminoase ridicate, entalpie de lucru extrem de scăzută, stabilitate la temperatură ridicată și durată lungă de viață.
X
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