Kiến thức chuyên môn

Các loại điốt laser bán dẫn

2021-03-19
Các laser được phân loại theo cấu trúc của chúng: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: phản hồi phân tán, DBR: gương phản xạ Bragg phân tán, QW: giếng lượng tử, VCSEL: laser phản xạ bề mặt khoang thẳng đứng.
(1) Đi-ốt la-de loại Fabry-Perot (FP) bao gồm một lớp hoạt động phát triển ngoại vi và một lớp giới hạn ở cả hai mặt của lớp hoạt động, và khoang cộng hưởng bao gồm hai mặt phẳng phân tách của tinh thể và lớp hoạt động có thể là loại N, cũng có thể là loại P. Do sự tồn tại của rào cản dị thể do sự khác biệt về khoảng cách vùng cấm, các electron và lỗ trống được đưa vào lớp hoạt động không thể khuếch tán và bị giới hạn trong một lớp hoạt động mỏng, do đó, ngay cả khi một dòng điện nhỏ chạy qua cũng dễ dàng nhận ra Mặt khác Mặt khác, lớp hoạt động có khoảng cách dải hẹp có chiết suất lớn hơn lớp giam cầm và ánh sáng tập trung ở vùng có tỷ lệ lãi suất lớn, do đó, nó cũng bị giới hạn trong lớp hoạt động. Khi điện-F tạo thành phân nhánh ngược trong lớp tích cực chuyển từ vùng dẫn sang vùng hóa trị (hoặc mức tạp chất), các photon được kết hợp với các lỗ trống để phát ra các photon và các photon được hình thành trong một khoang có hai phân cắt. máy bay. Sự lan truyền phản xạ qua lại liên tục được tăng cường để thu được mức tăng quang. Khi độ lợi quang học lớn hơn độ suy giảm của khoang cộng hưởng, tia laser sẽ được phát ra bên ngoài. Laser thực chất là một bộ khuếch đại cộng hưởng quang phát ra kích thích.
(2) Đi-ốt la-de phản hồi phân tán (DFB) Sự khác biệt chính giữa nó và đi-ốt la-de loại FP là nó không có phản xạ gộp của gương khoang và cơ chế phản xạ của nó chỉ được cung cấp bởi cách tử Bragg trên ống dẫn sóng vùng hoạt động. thỏa mãn Khẩu độ của nguyên lý tán xạ Bragg. Nó được phép phản xạ qua lại trong môi trường và tia laser xuất hiện khi môi trường đạt được sự đảo ngược dân số và mức tăng đáp ứng điều kiện ngưỡng. Loại cơ chế phản xạ này là một cơ chế phản hồi tinh tế, do đó có tên là diode laze phản hồi phân tán. Do chức năng chọn lọc tần số của cách tử Bragg, nó có tính đơn sắc và tính định hướng rất tốt; Ngoài ra, vì nó không sử dụng mặt phẳng phân chia tinh thể làm gương nên việc tích hợp dễ dàng hơn.
(3) Điốt laze phản xạ Bragg (DBR) phân tán Sự khác biệt giữa nó và điốt laze DFB là rãnh định kỳ của nó không nằm trên bề mặt ống dẫn sóng chủ động, mà trên ống dẫn sóng thụ động ở cả hai bên của ống dẫn sóng lớp tích cực, điều này trước Một ống dẫn sóng lượn sóng định kỳ thụ động hoạt động như một gương Bragg. Trong quang phổ phát xạ tự phát, chỉ những sóng ánh sáng gần tần số Bragg mới có thể cung cấp phản hồi hiệu quả. Do đặc tính khuếch đại của ống dẫn sóng chủ động và phản xạ Bragg của ống dẫn sóng định kỳ thụ động, chỉ sóng ánh sáng gần tần số Bragg mới có thể thỏa mãn điều kiện dao động, từ đó phát ra tia laser.
(4) Điốt laze giếng lượng tử (QW) Khi độ dày của lớp hoạt động giảm xuống bước sóng De Broglie (λ 50 nm) hoặc khi so sánh với bán kính Bohr (1 đến 50 nm), các đặc tính của chất bán dẫn là cơ bản. Những thay đổi, cấu trúc dải năng lượng bán dẫn, tính chất linh động của hạt tải điện sẽ có hiệu ứng mới - hiệu ứng lượng tử, giếng thế tương ứng trở thành giếng lượng tử. Chúng tôi gọi LD có cấu trúc siêu mạng và giếng lượng tử là LD giếng lượng tử. Có giếng tiềm năng sóng mang LD được gọi là giếng lượng tử đơn (SQW) LD, và giếng lượng tử LD có n giếng tiềm năng sóng mang và rào cản (n+1) được gọi là giếng đa nạp tiền (MQW) LD. Điốt laze giếng lượng tử có cấu trúc trong đó độ dày lớp hoạt động (d) của điốt laze dị vòng kép (DH) nói chung được tạo ra từ hàng chục nanomet trở xuống. Điốt laser giếng lượng tử có ưu điểm là dòng ngưỡng thấp, hoạt động ở nhiệt độ cao, độ rộng vạch quang phổ hẹp và tốc độ điều biến cao.
(5) Laser phát ra bề mặt khoang dọc (VCSEL) Vùng hoạt động của nó nằm giữa hai lớp giam giữ và tạo thành cấu hình dị thể kép (DH). Để hạn chế dòng tiêm trong vùng hoạt động, dòng cấy được giới hạn hoàn toàn trong vùng hoạt động hình tròn bằng kỹ thuật chế tạo chôn. Chiều dài khoang của nó được chôn trong chiều dài dọc của cấu trúc DH, thường là 5 ~ 10μm, và hai gương của khoang của nó không còn là mặt phẳng phân cắt của tinh thể và một gương của nó được đặt ở phía P (chìa khóa khác mặt gương được đặt ở mặt N (mặt đế hoặc mặt phát sáng), có ưu điểm là hiệu suất phát sáng cao, entanpy làm việc cực thấp, ổn định nhiệt độ cao và tuổi thọ lâu dài.
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