Ilana iṣẹ ati awọn oriṣi akọkọ ti lesa semikondokito

Awọn ṣiṣẹ opo ati akọkọ orisi tisemikondokito lesa

SemikondokitoAwọn diodes lesa, pẹlu ṣiṣe giga wọn, miniaturization ati iyatọ gigun gigun, ni lilo pupọ bi awọn paati pataki ti imọ-ẹrọ optoelectronic ni awọn aaye bii ibaraẹnisọrọ, itọju iṣoogun ati sisẹ ile-iṣẹ. Nkan yii siwaju ṣafihan ipilẹ iṣẹ ati awọn oriṣi ti awọn lesa semikondokito, eyiti o rọrun fun itọkasi yiyan ti pupọ julọ ti awọn oniwadi optoelectronic.

1. Ilana ti njade ina ti awọn lasers semikondokito

Ilana luminescence ti awọn lesa semikondokito da lori ọna ẹgbẹ, awọn iyipada itanna ati itujade ti awọn ohun elo semikondokito. Awọn ohun elo semikondokito jẹ iru ohun elo pẹlu bandgap kan, eyiti o pẹlu ẹgbẹ valence ati ẹgbẹ idari kan. Nigbati ohun elo ba wa ni ipo ilẹ, awọn elekitironi kun ẹgbẹ valence lakoko ti ko si awọn elekitironi ninu ẹgbẹ idari. Nigba ti a ba lo aaye itanna kan ni ita tabi lọwọlọwọ ti wa ni itasi, diẹ ninu awọn elekitironi yoo yipada lati ẹgbẹ valence si ẹgbẹ idari, ṣiṣe awọn orisii iho elekitironi. Lakoko ilana itusilẹ agbara, nigbati awọn orisii iho elekitironi wọnyi ba ni itara nipasẹ agbaye ita, awọn fọto, iyẹn, awọn laser, yoo jẹ ipilẹṣẹ.

2. Awọn ọna igbadun ti awọn lasers semikondokito

Awọn ọna inudidun mẹta ni akọkọ wa fun awọn lesa semikondokito, eyun iru abẹrẹ itanna, iru fifa opiti ati iru isunmọ itanna ina elekitironi agbara giga.

Awọn lasers semikondokito ti itanna itasi: Ni gbogbogbo, wọn jẹ awọn diodes oju-ọna oju-ọna semikondokito ti awọn ohun elo bii gallium arsenide (GaAs), sulfide cadmium (CdS), indium phosphide (InP), ati zinc sulfide (ZnS). Wọn ni inudidun nipasẹ abẹrẹ lọwọlọwọ lẹgbẹẹ ojuṣaaju iwaju, ti o nfa itujade itusilẹ ni agbegbe ọkọ ofurufu ipade.

Awọn lasers semikondokito ti o ni itọsi: Ni gbogbogbo, iru N-type tabi P-type semikondokito awọn kirisita ẹyọkan (bii GaAS, InAs, InSb, ati bẹbẹ lọ) ni a lo bi nkan ti n ṣiṣẹ, ati awọnlesati o jade nipasẹ awọn ina lesa miiran ni a lo bi itara ti o fa fifa soke.

Awọn lasers semikondokito ti o ni itara ti o ga-agbara elekitironi: Ni gbogbogbo, wọn tun lo awọn kirisita N-type tabi P-type semiconductor single crystals (gẹgẹbi PbS, CdS, ZhO, ati bẹbẹ lọ) gẹgẹbi nkan ti n ṣiṣẹ ati pe o ni itara nipasẹ fifun ina ina elekitironi agbara-giga lati ita. Lara awọn ẹrọ lesa semikondokito, ọkan ti o ni iṣẹ ṣiṣe to dara julọ ati ohun elo ti o gbooro ni itasi itanna GaAs diode lesa pẹlu heterostructure meji.

3. Awọn oriṣi akọkọ ti awọn lasers semikondokito

Ekun Nṣiṣẹ ti lesa semikondokito jẹ agbegbe mojuto fun iran fọton ati imudara, ati sisanra rẹ jẹ awọn micrometers diẹ nikan. Awọn ẹya igbi ti inu inu jẹ lilo lati ni ihamọ itanka ita ti awọn photons ati mu iwuwo agbara pọ si (gẹgẹbi awọn itọsọna igbi oke ati awọn heterojunctions sin). Lesa gba apẹrẹ ifọwọ ooru kan ati yan awọn ohun elo imudara igbona giga (gẹgẹbi alloy Ejò-tungsten) fun itusilẹ ooru ni iyara, eyiti o le ṣe idiwọ fiseete gigun ti o ṣẹlẹ nipasẹ igbona. Gẹgẹbi eto wọn ati awọn oju iṣẹlẹ ohun elo, awọn lasers semikondokito le jẹ ipin si awọn ẹka mẹrin wọnyi:

Lesa ti njade eti (EEL)

Awọn lesa wa ni o wu lati awọn cleavage dada lori awọn ẹgbẹ ti awọn ërún, lara ohun elliptical iranran (pẹlu kan divergence Angle ti to 30°×10°). Awọn iwọn gigun ti o wọpọ pẹlu 808nm (fun fifa soke), 980 nm (fun ibaraẹnisọrọ), ati 1550 nm (fun ibaraẹnisọrọ okun). O ti wa ni lilo pupọ ni gige ile-iṣẹ agbara giga, awọn orisun fifa laser okun, ati awọn nẹtiwọki ẹhin ibaraẹnisọrọ opiti.

2. Inaro Ilẹ-ilẹ Emitting Lesa (VCSEL)

Awọn lesa ti wa ni emitted papẹndikula si awọn dada ti awọn ërún, pẹlu kan ipin ati ki o symmetrical tan ina (igun iyatọ <15°). O integrates a pin Bragg reflector (DBR), yiyo awọn nilo fun ohun ita reflector. O jẹ lilo pupọ ni imọ 3D (gẹgẹbi idanimọ oju foonu alagbeka), ibaraẹnisọrọ opiti kukuru kukuru (awọn ile-iṣẹ data), ati LiDAR.

3. Kuatomu Cascade lesa (QCL)

Da lori iyipada kasikedi ti awọn elekitironi laarin kuatomu Wells, gigun igbi ni wiwa aarin-si-jina-infurarẹẹdi (3-30 μm), laisi iwulo fun ipadasẹhin olugbe. Awọn fọto jẹ ipilẹṣẹ nipasẹ awọn iyipada intersubband ati pe a lo nigbagbogbo ni awọn ohun elo bii imọ gaasi (bii wiwa CO₂), aworan terahertz, ati ibojuwo ayika.

4. Tunable lesa

Apẹrẹ iho itagbangba lesa tunable (grating / prism / MEMS digi) le ṣaṣeyọri iwọn wiwọn gigun ti ± 50 nm, pẹlu laini dín (<100 kHz) ati ipin ijusile ipo ẹgbẹ giga (> 50 dB). O ti wa ni lilo nigbagbogbo ni awọn ohun elo bii ijumọsọrọpọ pipin igbi gigun ipon (DWDM), itupalẹ iwoye, ati aworan biomedical. Awọn lasers semikondokito ni a lo ni lilo pupọ ni awọn ẹrọ lesa ibaraẹnisọrọ, awọn ẹrọ ibi ipamọ laser oni-nọmba, awọn ohun elo iṣelọpọ laser, isamisi laser ati ohun elo apoti, oriṣi laser ati titẹ sita, ohun elo iṣoogun laser, ijinna laser ati awọn ohun elo wiwa collimation, awọn ohun elo laser ati ohun elo fun ere idaraya ati eto-ẹkọ, awọn paati laser ati awọn apakan, bbl Wọn jẹ ti awọn paati pataki ti ile-iṣẹ laser. Nitori awọn oniwe-jakejado ohun elo, nibẹ ni o wa afonifoji burandi ati awọn olupese ti lesa. Nigbati o ba ṣe yiyan, o yẹ ki o da lori awọn iwulo pato ati awọn aaye ohun elo. Awọn aṣelọpọ oriṣiriṣi ni awọn ohun elo oriṣiriṣi ni awọn aaye oriṣiriṣi, ati yiyan ti awọn aṣelọpọ ati awọn laser yẹ ki o ṣe ni ibamu si aaye ohun elo gangan ti iṣẹ akanṣe naa.