Beth mae laser deuod yn ei olygu?
Mae LASER yn fath o ffynhonnell golau a ddyfeisiwyd yn y 1960au. Mae LASER yn acronym ar gyfer "ysgogi allyrru golau chwyddo" yn Saesneg. Mae llawer o fathau o laserau, sy'n fawr i ychydig o gaeau pêl-droed ac yn fach i graen o reis neu halen. Mae'r laser nwy wedi heliwm-neon laser ac Argon laser; Mae gan laser cyflwr solet laser Ruby; Mae gan laserau lled-ddargludyddion laser diodes, fel y rhai mewn chwaraewyr CD, chwaraewyr DVD a CD-ROMs. Mae gan bob laser ei ddull unigryw ei hun o gynhyrchu golau laser. Mae gan laserau lawer o briodweddau: yn gyntaf, mae laserau yn unlliw, neu'n un amledd. Mae laserau sy'n gallu cynhyrchu amleddau gwahanol ar yr un pryd, ond mae'r laserau hyn yn cael eu hynysu a'u defnyddio ar wahân. Yn ail, mae laserau yn olau cydlynol. Nodwedd golau cydlynol yw bod ei holl donnau golau wedi'u cydamseru, ac mae'r trawst cyfan fel "trên ton". Unwaith eto, mae'r laser yn canolbwyntio'n fawr, sy'n golygu bod yn rhaid iddo fynd ymhell cyn y gellir ei wasgaru neu'n cydgyfeiriol.
Caiff y gollyngiad a ysgogwyd o ddyfeisiau lled-ddargludyddion ei wireddu gan chwistrelliad o Gyffordd PN. Mae ganddo nodweddion dyfeisiau lled-ddargludyddion: cyfaint bach, strwythur syml, effeithlonrwydd uchel a modiwleiddio uniongyrchol, ond nid yw pŵer allbwn, monocromicedd a chyfeiriad cystal â laserau eraill.
Y tair cydran o'r allyrru ysgogi yw: deunydd laser, Rhif gronynnau dosbarthu gwrthdroad a ceudod ymolynnol. Dim ond deunyddiau lled band yn uniongyrchol gall wneud deuod laser, gan gynnwys III.-V. lled-ddargludyddion cyfansawdd (GaAs, InP, ac ati) a'i dri yuan, pedwar ateb cadarn yuan (Ga1 xAlxAs, In1 Edition-xGaxAs1 yPy, ac ati), IV.-VI. ateb solid cyfansawdd (Pb1-xSnxTe, ac ati) Ar ôl y cyfeiriad crisial sengl, torri a llathru, mae Cyffordd PN yn cael ei wneud ar arwyneb crisial penodol megis (001) gan trylediad neu wahanol ddulliau epitacsiol neu ddulliau dyddodion vapor cemegol.
Yn yr Hydref o 1962, datblygwyd yr homojunction gaas laser deuod o'r curiadau wedi'i fwyhau dan 77k gyntaf. Yn 1964 Codwyd ei dymheredd gwaith i dymheredd ystafell. Yn 1969, fe wnaed deuddun laser heterojunction, a gynhyrchodd bylsiau ar dymheredd ystafell, yn 1970 i wneud gwaith di-dor o ga1-xalxas/GaAs Double heterjunction (DH) laser diode. Ers hynny, laser deuod wedi datblygu'n gyflym. Mae'r disgwyliad oes o Ga1-xAlxAs/Mae laser GaAsDH wedi cynyddu i fwy na 105 o oriau yn 1975. y IN1 Edition-xgaxas1-ypy/InP hir tonfedd DH laser deude hefyd yn gwneud cynnydd sylweddol, gan hyrwyddo datblygiad cyfathrebu ffibr optegol a chymwysiadau eraill. Hefyd yn ymddangos gan Pb1 xSnxTe IV.-VI. deunyddiau Glan fel y bell is-goch tonfedd laser diode.
I gyfeiriad Cyffordd PN, mae yna gwlwm homogenaidd, un heterostrwythur sengl, heterogenedd dwbl, yn ôl eu trefn, ceudod mawr ac yn y blaen. Gwneud y bar yn strwythur awyren Cyffordd PN (e.e., bar electrod, bar gwastad, protonau i mewn bar bar, isstrad y bar, grisiau, bar llorweddol claddedig, bar, bar cywasgu, ac ati); Mae'r un sy'n atseinio ar ffurf ffugenw fabry-perot, adborth dosbarthu ac adlewyrchiad Bragg. Gyda gwahanol lled-ddargludyddion heterorywiol Mae diffyg cyfatebiaeth, yn eu defnyddio yn y lled band gwaharddedig a'r gwahaniaeth o fynegai plygiannol, yn gallu mynd bron yn gyfan gwbl i gyfeiriad fertigol y gyffordd p-n o gyfyngu cludo a chyfyngu optegol. Gall amrywiaeth o fariau yn gyfochrog â chyfeiriad y gyffordd ganolbwyntio'r cerrynt ar ardal gul a darparu waveguide neu fynegai Mynegai plygiannol. Mae'r gwelliannau strwythurol hyn wedi gwella perfformiad y diode laser yn fawr.
Laser deuod yn ei hanfod deuod lled-ddargludyddion, yn ôl y gyffordd p-n yw'r un deunydd, gellir ei rannu yn homogenaidd y gyffordd deuod laser, sengl heterojunction (SH), heteraidd dwbl (DH) a ffynnon cwantwm (wedi) laser deuod. Mae'r quantum well laser deuod yn cael y fantais o bŵer trothwyon isel cyfredol ac allbwn uchel, sef y cynnyrch prif ffrwd y cais farchnad gyfredol.
O'i gymharu â laser, deuod laser yn cael manteision o effeithlonrwydd uchel, cyfaint bach, bywyd gwasanaeth hir, ond mae ei bŵer allbwn yn fach (fel arfer yn llai na 2 MW), llinol, monocromogrwydd gwael, da iawn, yn ei gwneud yn gyfyngedig wrth gymhwyso system deledu cebl, ni all drosglwyddo signalau analog aml-sianel, perfformiad uchel. Yn y modiwl Echo o dderbynnydd optegol bigyfeiriadol, caiff deuod laser yn dda cwantwm ei ddefnyddio fel y ffynhonnell golau.
Strwythur y deuod laser
Dangosir strwythur a symbol yr deuod laser yn Ffigur 1.
Adeiledd corfforol o laser deude yn y mae'r Gyffordd deuod allyrru golau gosod haen o oleuni rhwng gweithgarwch lled-ddargludyddion a'i ben ar ôl sgleinio wedi rhannol adlewyrchu swyddogaeth, gan ffurfio cysewr optegol. Yn achos rhagfarn gadarnhaol, arweiniodd DE facto golau a rhyngweithio â ceudod optegol, felly cymhellion pellach un donfedd o oleuni sy'n cael ei allyrru o eiddo ffisegol y gyffordd sy'n gysylltiedig â deunydd y math hwn o oleuni.
Mae'r egwyddor gweithio o lled-ddargludyddion laser deuod yn ddamcaniaethol yr un fath â'r laser nwy. Ffigur 1 (b) yw symbol y deuod laser. Mae'r deuod laser yn cael ei ddefnyddio yn y gyriant disg optegol y cyfrifiadur, ac mae argraffu'r ddyfais ffotodrydanol pŵer bach dosbarth cyntaf yn yr argraffydd laser wedi'i ddefnyddio'n eang.
Laser deuod diagramau strwythur a symbolau
Egwyddor syml o'r deuod laser
Mae gollyngiad ysgafn mewn lled-ddargludyddion fel arfer yn codi o'r cyfansoddyn o gludydd. O'i ychwanegu gyda'r Gyffordd gadarnhaol lled-ddargludyddion foltedd, gwanhau'r rhwystr p-n i Gyffordd, gan orfodi'r electronau o ardal p n gan yr ardal Cyffordd PN, twll o ardal p i mewn i n ar ôl ardal Cyffordd PN, ger chwistrelliad o Gyffordd p-n mae electronau a thyllau heb gydbwysedd yn digwydd cyfansawdd, a thrwy hynny'n allyrru donfedd ar gyfer Lamb
Lambda = HC/eg (1)
Yn y fformiwla: h-Planck yn gyson; C--cyflymder golau; Ee-lled band dargludydd.
Gelwir y ffenomen hon yn ymbelydredd digymell oherwydd y ailgyfuniad digymell o electronau a thyllau. Pan fydd ffotonau a gynhyrchir gan ymbelydredd digymell drwy ddargludydd, unwaith ar ôl lansio'r twll electronig gerllaw, wedi gallu ysgogi'r cyfansoddyn, i gynhyrchu ffotonau newydd, mae'r ffoton a ysgogwyd wedi ysbrydoli cyfansoddyn cludwr ac mae ffoton newydd yn cael ei alw'n ymbelydredd ysgogi. Os yw'r cerrynt chwistrellu'n ddigon mawr, y dosbarthiad cludwr, sef y gwrthwyneb i'r cyflwr ecwilibriwm thermol, yw gwrthdro nifer y gronynnau. Fel cludwr o'r haen weithredol yn achos nifer fawr o fewnlif, ychydig bach o ffotonau a gynhyrchir gan y pelydriad digymell a achosir gan ddau ymbelydredd ceudod adlewyrchiad cillin, mae amledd dethol amlder a achosir gan yr adborth cadarnhaol, neu mae ganddo ennill ar amledd penodol. Pan fydd y cynnydd yn fwy na'r golled amsugno, gall y golau cydlynol o Gyffordd PN yn cael ei allyrru gyda lein sbectol-laser da, sef egwyddor syml y deuod laser.
Gyda'r datblygiad technoleg, y cerrynt a ddefnyddir laser lled-ddargludyddion yn meddu ar strwythur aml-haen cymhleth. Ffigur 2 yw strwythur y deuod laser lled-ddargludyddion golau o Sanyo cwmni yn Siapan. 3 yn golwg adran tiwb laser pŵer bach. Gellir gweld bod y sglodyn laser ynghlwm wrth y sinc gwres a ddefnyddir ar gyfer afradlodion gwres. Mae'r photodeude PIN wedi'i atodi i ran isaf y sedd tiwb ger y sglodyn laser. Ffigur 4 ar gyfer ymddangosiad deuod laser cyffredin, mae'r ffigur yn dangos, mae gan tiwb laser pŵer bach dri phinnau, mae hyn oherwydd bod y tiwb hefyd yn crynhoi ffotodiode, mae gweithio cyfredol yn cael ei ddefnyddio i fonitro'r tiwb laser.