Lazerler yarı iletken: türlü, cihaz, çalışma prensibi, uygulama

Yarı İletken lazerler kuantum jeneratörler tabanlı yarı iletken aktif bir ortam optik kazanç oluşturur zorunda radyasyon bir kuantum enerji düzeyleri arasındaki geçiş sırasında büyük bir konsantrasyon şarj taşıyıcıları serbest bölge.

Yarı iletken lazer: çalışma prensibi

Normal Bir durumda çoğu elektron imkanlarıyla düzeyinde değerlik. Bir подводе fotonlar enerji aşan bir enerji bölgesi kopma, elektronları yarı iletken durumuna geliyor uyarma ve kırma yasak bölgeye geçiş serbest bölgeye yoğunlaşarak onun alt kenarı. Aynı anda delik oluşturduğu валентном düzeyde yükselmek üst sınırında. Elektronlar serbest bölge рекомбинируют delikli yayılan enerjiye eşit bir enerji alanı boşluk olarak foton. Rekombinasyon takviye edilebilir fotonlar ile yeterli düzeyde enerji. Sayısal açıklama karşılık Fermi dağılım fonksiyonu.

Cihaz

Cihaz yarı iletken lazer teşkil lazer diyot, накачиваемый enerjili elektron ve delik bölgesinde p-n-geçiş – yere temas yarı iletken iletkenlik, p - ve n-tipi. Ayrıca, mevcut lazerler, yarı iletken optik içten bir enerji olan bir demet oluşturulur emilimi sırasında ışık fotonları, hem de kuantum çağlayan lazerler, çalışma dayanmaktadır geçişleri bölgeler içinde.

Bileşimi

Standart bir bağlantı olarak kullanılan yarı iletken lazerler ve diğer optoelektronik cihazlar aşağıdaki gibidir:

• Galyum arsenit;
• Galyum fosfit;
• Galyum nitrit;
• Fosfit hindistan;
• Bir galyum arsenit indiyum-galyum;
• Bir galyum arsenit, alüminyum-galyum;
• Bir galyum arsenit galyum nitrit-hindistan;
• Galyum fosfit-hindistan.

Dalga

Bu bağlantı – прямозонные yarı iletkenler. Непрямозонные (silikon) ışık yeterli güç ve verimlilik yayarlar yok. Dalga boyu radyasyon diod lazer ölçüde bağlıdır, proximity enerji foton enerji alanı boşluğu da belirli bir bağlantı. 3 - ve 4-bileşen bağlantıları, yarı iletkenler enerji bölgesi kopma sürekli değişmeye geniş bir yelpazede. Var AlGaAs = Al_XGa_1-xAs, örneğin, artan alüminyum içeriği (büyütme x) bir sonucu büyüme, enerji bölgeleri sonu.

Daha:

Sinir impuls, onu dönüştürme ve aktarım mekanizması

Sinir sistemi savunan bir tür koordinatörü vücudumuzda. O komutları iletir beyin мускулатуре, organlara, dokulara ve işler sinyalleri gidiyor onlara. Tür olarak veri taşıyıcı tarafından kullanılan bir sinir dürtü. Neyi temsil ettiğini? Hangi hızda ça...

Isıl işlem çelik

Isıl işlem çelik yapılabilir çeşitli yolları vardır. Uzmanlar ayırt aşağıdaki seçenekleri sunar: 1. Ateş. 2. Normalleştirme. 3. Sertleşme olduğunu. 4. Tatil. Isıl işlem çelik kızartma temsil ısıtma ürün sıcaklık 840 900 derece. Sırasında belirtilen s...

Ana tür duyumlar: sınıflandırma, özellikleri

Psikoloji – bu çalışmalar bilim farklı zihinsel süreçler, olaylar ve durum. Bu bilgilendirici zihinsel süreçleri içerir hissi, görünüm, algı, hayal gücü, konuşma, düşünme, ezberleme, dinleme, kaydetme, vb. bu makalede, biz daha duralım böyle bi...

Iken en yaygın yarı iletken lazerler çalışan yakın-IR spektrumunun, bazı yayarlar kırmızı (galyum fosfit-hindistan), mavi ya da mor (galyum nitrür) renk. Ortalama kızılötesi radyasyon oluşturmak lazerler yarı iletken (kurşun selenit) ve kuantum çağlayan lazerler.

Organik yarı iletkenler

Ayrıca, yukarıda belirtilen inorganik bileşikler, uygulanabilir ve organik. Bu teknoloji hala geliştirme aşamasında, ama gelişme vaat ediyor, büyük ölçüde üretim maliyetini azaltmak kuantum jeneratörler. Şimdiye kadar, sadece geliştirilen organik lazerler optik içten enerji verimliliği yüksek elektrikli pompalama henüz elde değil.

Çeşitleri

Son dizi yarı iletken lazerler, farklı parametreler ve uygulanan bir değerdir.

Küçük lazer diyot üretmek kaliteli bir tutam mekanik, radyasyon, kimin gücü arasında değişen birkaç yüz miliwatt. Kristal lazer diyot temsil eden ince bir plaka dikdörtgen şeklinde hizmet veren bir волноводом gibi radyasyon sınırlı küçük bir boşluk. Kristal iş ile iki taraf oluşturmak için p-n-geçiş, geniş bir alan. Cilalı kapaklar yaratmak optik rezonatör Fabry - Kalem. Foton geçerek rezonatör, neden olur рекомбинацию, radyasyon artacak ve üretimi başlayacak. Uygulanan lazer tabelaları, CD ve DVD oynatıcılar, yanı sıra fiber optik bağlantı.

Düşük güç monolitik lazerler ve kuantum jeneratörler ile dış резонатором oluşturmak için kısa darbeleri üretebilir senkronize mod.

Lazerler, yarı iletken dış резонатором oluşmaktadır lazer-diyot, oyuncu rol усиливающей ortamının bir parçası olarak daha fazla lazer rezonatör. Değiştirme yeteneğine sahip dalga boyları var ve dar bir şerit radyasyon.

Инжекционные yarıiletken lazerler var alana radyasyon geniş bir bant olarak, oluşturmak ve bir tutam düşük kalite gücü kaç watt. Oluşan ince bir aktif katman arasında yer alan p - ve n-tabaka oluşturan çift гетеропереход. Mekanizma ışık yanal eksik, ne bir sonucu vardır yüksek эллиптичность ışın ve kabul edilemez yüksek eşik akımları.

Güçlü diyot cetvel oluşan bir dizi geniş bant diyot, üretme yeteneğine sahip bir ışın vasat bir kalitesi, kapasitesi, onlarca watt.

Güçlü iki boyutlu diziler, diyot oluşturmak güç, yüzlerce ve binlerce watt.

Yüzey yayan lazerler (VCSEL) yayarlar kaliteli bir tutam ışık gücü birkaç miliwatt plaka dik. Yüzey radyasyonneden ayna rezonatör olarak kat ¼ dina dalga ile çeşitli ölçümler kırılma. Tek bir çip üzerinde imal edilebilir birkaç yüz lazerler açar bunları seri üretim.

Lazerler VECSEL c optik içten enerji ve dış резонатором üretme yeteneğine sahip bir paket kaliteli güç birkaç watt eşitleme mod.

İş yarı iletken lazer kuantum kaskad tipi dayanmaktadır geçişleri iç bölgeleri (aksine междузонных). Bu cihazlar yayarlar orta alanda spektrumun kızılötesi, bazen терагерцовом aralığında. Onları kullanın, örneğin, olarak газоанализаторов.

Yarı İletken lazerler: uygulama ve temel yönleri

Güçlü diyot lazerler ile yüksek performanslı elektrikli pompalı ılımlı gerilimleri olarak kullanılan araçlar enerji kaynağı yüksek verimli katı hal lazerler.

Yarı İletken lazerler çalışabilir geniş bir frekans aralığı içerir görünür, yakın kızılötesi ve orta kızılötesi spektrumun bir parçası. Oluşturulan yarayan aygıt değiştirme sıklığını издучения.

Lazer diyot hızlı bir şekilde geçiş ve modüle optik güç uygulama bulur vericiler, fiber optik iletişim hatları.

özellikler yaptık lazerler yarı iletken teknolojik açıdan en önemli tür kuantum jeneratörler. Onlar uygulanır:

• Sensörler, telemetri, пирометрах, optik высотомерах, дальномерах, прицелах, holografi;
• Fiber optik sistemleri, optik veri iletim ve depolama sistemlerinde tutarlı bir iletişim;
• Lazer yazıcılar, видеопроекторах, tabelaları, tarayıcılarında barkod tarayıcılar temiz görüntü oynatıcılarda cd-rom sürücü (DVD, CD, Blu-Ray);
• Güvenlik sistemleri, kuantum kriptografi, otomasyon, gösterge ışıkları;
• Optik metroloji ve spektroskopi;
• Cerrahi, diş hekimliği, kozmetik, tedavisi;
• Temizlemek için su, malzeme taşıma, pompalama, katı hal lazerler, kontrol, kimyasal reaksiyonlar, sanayi sıralama, sanayi, makine sanayi, sistemleri, ateşleme sistemleri, hava SAVUNMA.

Darbe çıkışı

Çoğu yarı iletken lazerler üretir sürekli bir demet. Nedeniyle kısa süreli de elektron düzeyinde iletim için uygun değildir üreten darbe q-anahtarlı, ama квазинепрерывный çalışma modu sağlar, önemli ölçüde güç kuantum jeneratör. Buna ek olarak, yarı-iletken lazerler oluşturmak için kullanılabilir сверхкоротких darbe ile senkronize mod veya geçiş kazanç. Ortalama güç kısa bakliyat, genellikle sınırlı birkaç милливаттами dışında VECSEL lazerler, optik pompalama, çıkış ölçülür многоваттными пикосекундными darbe frekansı onlarca gigahertz.

Modülasyon ve stabilizasyon

Avantajı kısa süreli de elektron bölgesinde iletkenlik yeteneğidir yarı iletken lazerler etiketlerini модулированию, bir VCSEL lazerler aşan 10 Ghz. Bu böyle bir uygulama optik veri aktarımı, spektroskopi, stabilize lazerler.