Pengetahuan profesional

Jenis dioda laser semikonduktor

2021-03-19
Laser diklasifikasikan menurut strukturnya: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: umpan balik terdistribusi, DBR: reflektor Bragg terdistribusi, QW: sumur kuantum, VCSEL: laser pantulan permukaan rongga vertikal.
(1) Dioda laser jenis Fabry-Perot (FP) terdiri dari lapisan aktif yang tumbuh secara epitaxially dan lapisan pembatas di kedua sisi lapisan aktif, dan rongga resonansi terdiri dari dua bidang belahan kristal, dan lapisan aktif mungkin tipe N, bisa juga tipe P. Karena adanya penghalang hetero karena perbedaan celah pita, elektron dan lubang yang disuntikkan ke dalam lapisan aktif tidak dapat menyebar dan terkurung dalam lapisan aktif yang tipis, sehingga arus yang kecil pun dapat mengalir dengan mudah. Di sisi lain, lapisan aktif celah pita sempit memiliki indeks bias yang lebih besar daripada lapisan pembatas, dan cahaya terkonsentrasi di wilayah yang memiliki tingkat bunga yang besar, sehingga juga terbatas pada lapisan aktif. Ketika listrik-F membentuk bifurkasi terbalik dalam transisi lapisan aktif dari pita konduksi ke pita valensi (atau tingkat pengotor), foton digabungkan dengan lubang untuk memancarkan foton, dan foton terbentuk dalam rongga yang memiliki dua belahan. pesawat. Perambatan refleksi bolak-balik terus ditingkatkan untuk mendapatkan penguatan optik. Ketika penguatan optik lebih besar daripada hilangnya rongga resonansi, laser dipancarkan ke luar. Laser pada dasarnya adalah penguat resonansi optik yang dipancarkan.
(2) Dioda laser umpan balik terdistribusi (DFB) Perbedaan utama antara itu dan dioda laser tipe FP adalah bahwa ia tidak memiliki refleksi yang disamakan dari cermin rongga, dan mekanisme refleksinya disediakan oleh kisi Bragg pada pandu gelombang area aktif, hanya puas Bukaan prinsip hamburan Bragg. Diperbolehkan untuk memantulkan bolak-balik dalam medium, dan laser muncul ketika medium mencapai inversi populasi dan penguatan memenuhi kondisi ambang batas. Mekanisme refleksi semacam ini adalah mekanisme umpan balik yang halus, oleh karena itu nama dioda laser umpan balik terdistribusi. Karena fungsi selektif frekuensi dari kisi Bragg, ia memiliki monokromatisitas dan arah yang sangat baik; selain itu, karena tidak menggunakan bidang belahan kristal sebagai cermin, lebih mudah untuk diintegrasikan.
(3) Dioda laser reflektor Bragg Terdistribusi (DBR) Perbedaan antara itu dan dioda laser DFB adalah bahwa parit periodiknya tidak pada permukaan pandu gelombang aktif, tetapi pada pandu gelombang pasif di kedua sisi pandu gelombang lapisan aktif, pra- Waveguide bergelombang periodik pasif bertindak sebagai cermin Bragg. Dalam spektrum pancaran spontan, hanya gelombang cahaya di dekat frekuensi Bragg yang dapat memberikan umpan balik yang efektif. Karena karakteristik gain dari pandu gelombang aktif dan refleksi Bragg dari pandu gelombang periodik pasif, hanya gelombang cahaya di dekat frekuensi Bragg yang dapat memenuhi kondisi osilasi, sehingga memancarkan laser.
(4) Dioda Laser Sumur Kuantum (QW) Ketika ketebalan lapisan aktif dikurangi menjadi panjang gelombang De Broglie (λ 50 nm) atau jika dibandingkan dengan radius Bohr (1 hingga 50 nm), sifat semikonduktornya adalah mendasar. Perubahan, struktur pita energi semikonduktor, sifat mobilitas pembawa akan memiliki efek baru - efek kuantum, sumur potensial yang sesuai menjadi sumur kuantum. Kami menyebut LD dengan superlattice dan struktur sumur kuantum sebagai LD sumur kuantum. Memiliki sumur potensial pembawa LD disebut sumur kuantum tunggal (SQW) LD, dan sumur kuantum LD yang memiliki n sumur potensial pembawa dan penghalang (n+1) disebut sumur multi-precharge (MQW) LD. Dioda laser sumur kuantum memiliki struktur di mana ketebalan lapisan aktif (d) dari dioda laser double heterojunction (DH) umum dibuat puluhan nanometer atau kurang. Dioda laser sumur kuantum memiliki keunggulan arus ambang rendah, operasi suhu tinggi, lebar garis spektral sempit, dan kecepatan modulasi tinggi.
(5) Laser pemancar permukaan rongga vertikal (VCSEL) Wilayah aktifnya terletak di antara dua lapisan kurungan dan membentuk konfigurasi sambungan hetero ganda (DH). Untuk membatasi arus injeksi di daerah aktif, arus implantasi benar-benar dibatasi di daerah aktif melingkar melalui teknik fabrikasi terkubur. Panjang rongganya terkubur dalam panjang memanjang struktur DH, umumnya 5 ~ 10μm, dan dua cermin rongganya bukan lagi bidang belahan kristal, dan satu cerminnya dipasang di sisi P (kunci The other sisi cermin ditempatkan di sisi N (sisi substrat atau sisi keluaran cahaya), memiliki keunggulan efisiensi bercahaya tinggi, entalpi kerja sangat rendah, stabilitas suhu tinggi, dan masa pakai yang lama.
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