ความรู้ระดับมืออาชีพ

เลเซอร์ไดโอดประเภทเซมิคอนดักเตอร์

2021-03-19
เลเซอร์ถูกจัดประเภทตามโครงสร้าง: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: ข้อเสนอแนะแบบกระจาย, DBR: ตัวสะท้อนแสง Bragg แบบกระจาย, QW: บ่อควอนตัม, VCSEL: เลเซอร์สะท้อนพื้นผิวโพรงในแนวตั้ง
(1) เลเซอร์ไดโอดประเภท Fabry-Perot (FP) ประกอบด้วยชั้นแอกทีฟที่เติบโตแบบ epitaxially และชั้นจำกัดที่ทั้งสองด้านของชั้นแอกทีฟ และช่องเรโซแนนซ์ประกอบด้วยระนาบรอยแยกสองระนาบของคริสตัล และชั้นแอกทีฟ อาจเป็นประเภท N อาจเป็นประเภท P ก็ได้ เนื่องจากการมีอยู่ของ heterojunction barrier เนื่องจากความแตกต่างของแถบความถี่ อิเล็กตรอนและรูที่ฉีดเข้าไปในชั้นแอคทีฟไม่สามารถกระจายและกักขังอยู่ในชั้นแอคทีฟบาง ๆ ได้ ดังนั้นแม้กระแสไฟฟ้าจะไหลเพียงเล็กน้อย ในทางกลับกัน ชั้นแอกทีฟของช่องว่างแถบแคบมีดัชนีการหักเหของแสงที่ใหญ่กว่าชั้นกักกันแสง และแสงจะกระจุกตัวอยู่ในบริเวณที่มีอัตราดอกเบี้ยสูง ดังนั้นจึงจำกัดเฉพาะชั้นแอกทีฟเท่านั้น เมื่อไฟฟ้า-F สร้างแฉกกลับหัวในชั้นแอคทีฟเปลี่ยนจากแถบการนำไฟฟ้าเป็นแถบเวเลนซ์ (หรือระดับความไม่บริสุทธิ์) โฟตอนจะรวมกับรูเพื่อปล่อยโฟตอน และโฟตอนจะก่อตัวขึ้นในโพรงที่มีรอยแยกสองอัน เครื่องบิน การขยายการสะท้อนกลับได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้อัตราขยายทางแสง เมื่ออัตราขยายทางแสงมากกว่าการสูญเสียช่องเรโซแนนซ์ เลเซอร์จะถูกปล่อยออกมาด้านนอก โดยพื้นฐานแล้วเลเซอร์เป็นแอมพลิฟายเออร์เรโซแนนซ์ออปติคอลที่เปล่งแสงกระตุ้น
(2) เลเซอร์ไดโอดแบบกระจายความคิดเห็น (DFB) ความแตกต่างหลักระหว่างเลเซอร์ไดโอดกับเลเซอร์ไดโอดชนิด FP คือไม่มีการสะท้อนเป็นก้อนของกระจกโพรง และกลไกการสะท้อนของมันมาจากตะแกรงแบรกก์บนท่อนำคลื่นบริเวณแอกทีฟเท่านั้น พอใจ รูรับแสงของหลักการกระเจิงของแบรกก์ อนุญาตให้สะท้อนกลับไปกลับมาในตัวกลางได้ และเลเซอร์จะปรากฏขึ้นเมื่อตัวกลางบรรลุการผกผันของจำนวนประชากรและอัตราขยายตรงตามเงื่อนไขเกณฑ์ กลไกการสะท้อนแบบนี้เป็นกลไกการป้อนกลับที่ละเอียดอ่อน ดังนั้นชื่อนี้จึงเรียกว่าเลเซอร์ไดโอดแบบกระจายการป้อนกลับ เนื่องจากฟังก์ชันการเลือกความถี่ของตะแกรง Bragg ทำให้มีสีเดียวและทิศทางที่ดีมาก นอกจากนี้ เนื่องจากไม่ได้ใช้ระนาบร่องแยกคริสตัลเป็นกระจกเงา จึงประกอบเข้าด้วยกันได้ง่ายกว่า
(3) เลเซอร์ไดโอดแบบสะท้อนแสงแบบกระจาย Bragg (DBR) ความแตกต่างระหว่างเลเซอร์ไดโอดกับเลเซอร์ไดโอด DFB คือร่องลึกเป็นระยะไม่ได้อยู่บนพื้นผิวท่อนำคลื่นที่ใช้งานอยู่ แต่อยู่บนท่อนำคลื่นแบบพาสซีฟทั้งสองด้านของท่อนำคลื่นในชั้นที่ใช้งานอยู่ ซึ่งก่อน- ท่อนำคลื่นลูกฟูกเป็นระยะแบบพาสซีฟทำหน้าที่เป็นกระจก Bragg ในสเปกตรัมการปล่อยที่เกิดขึ้นเอง เฉพาะคลื่นแสงที่อยู่ใกล้กับความถี่แบรกก์เท่านั้นที่สามารถให้ผลย้อนกลับที่มีประสิทธิภาพได้ เนื่องจากลักษณะอัตราขยายของท่อนำคลื่นแบบแอกทีฟและการสะท้อนของแบรกก์ของท่อนำคลื่นแบบพาสซีฟแบบพาสซีฟ เฉพาะคลื่นแสงที่อยู่ใกล้ความถี่แบรกก์เท่านั้นที่สามารถตอบสนองสภาวะการแกว่งได้ จึงปล่อยเลเซอร์ออกมา
(4) เลเซอร์ไดโอดควอนตัมเวลล์ (QW) เมื่อความหนาของชั้นแอคทีฟลดลงจนถึงความยาวคลื่น De Broglie (λ 50 นาโนเมตร) หรือเมื่อเปรียบเทียบกับรัศมีบอร์ (1 ถึง 50 นาโนเมตร) คุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำคือ พื้นฐาน. การเปลี่ยนแปลง โครงสร้างแถบพลังงานของเซมิคอนดักเตอร์ คุณสมบัติการเคลื่อนที่ของพาหะจะมีเอฟเฟกต์ใหม่ - เอฟเฟกต์ควอนตัม หลุมศักย์ไฟฟ้าที่สอดคล้องกันกลายเป็นหลุมควอนตัม เราเรียก LD ที่มี superlattice และโครงสร้างหลุมควอนตัมว่า LD หลุมควอนตัม การมีหลุมศักย์ไฟฟ้าพาหะ LD เรียกว่า LD หลุมควอนตัมเดียว (SQW) และ LD หลุมควอนตัมที่มีหลุมศักย์พาหะ n หลุมและอุปสรรค (n+1) เรียกว่า LD หลุมที่มีการอัดประจุล่วงหน้าหลายหลุม (MQW) เลเซอร์ไดโอดสำหรับหลุมควอนตัมมีโครงสร้างที่ความหนาของชั้นที่ใช้งาน (d) ของเลเซอร์ไดโอดแบบเฮเทอโรจังก์ชั่นคู่ (DH) ทั่วไปนั้นมีความหนาหลายสิบนาโนเมตรหรือน้อยกว่า เลเซอร์ไดโอดสำหรับหลุมควอนตัมมีข้อได้เปรียบของกระแสธรณีประตูต่ำ การทำงานที่อุณหภูมิสูง ความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ และความเร็วในการมอดูเลตสูง
(5) เลเซอร์เปล่งพื้นผิวโพรงในแนวตั้ง (VCSEL) พื้นที่ทำงานของมันตั้งอยู่ระหว่างชั้นกักกันสองชั้นและถือเป็นโครงแบบ เพื่อจำกัดกระแสการฉีดในพื้นที่แอคทีฟ กระแสการฝังจะถูกจำกัดในพื้นที่แอคทีฟแบบวงกลมโดยสมบูรณ์โดยใช้เทคนิคการประดิษฐ์แบบฝัง ความยาวของโพรงถูกฝังอยู่ในความยาวตามยาวของโครงสร้าง DH โดยทั่วไปคือ 5 ~ 10μm และกระจกทั้งสองของโพรงไม่ใช่ระนาบรอยแยกของผลึกอีกต่อไป และกระจกบานหนึ่งตั้งอยู่ที่ด้าน P (กุญแจอีกบานหนึ่ง ด้านข้างของกระจกถูกวางไว้ที่ด้าน N (ด้านวัสดุพิมพ์หรือด้านที่ส่องสว่าง) มีข้อดีของประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง, เอนทาลปีในการทำงานต่ำมาก, เสถียรภาพในอุณหภูมิสูงและอายุการใช้งานยาวนาน
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