ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເລເຊີ semiconductor

ຫຼັກ​ການ​ເຮັດ​ວຽກ​ຂອງ​ເລເຊີ semiconductor

ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ຄວາມຕ້ອງການພາລາມິເຕີ ສຳ ລັບເລເຊີ semiconductor ໄດ້ຖືກ ນຳ ສະ ເໜີ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີລັກສະນະຕໍ່ໄປນີ້:
1. ປະສິດທິພາບ Photoelectric: ລວມທັງອັດຕາສ່ວນການສູນພັນ, linewidth ແບບເຄື່ອນໄຫວແລະຕົວກໍານົດການອື່ນໆ, ຕົວກໍານົດການເຫຼົ່ານີ້ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງປະສິດທິພາບຂອງ lasers semiconductor ໃນລະບົບການສື່ສານ.
2. ຕົວກໍານົດການໂຄງສ້າງ: ເຊັ່ນ: ຂະຫນາດ luminous ແລະການຈັດລຽງ, ການສະກັດເອົາຄໍານິຍາມ, ຂະຫນາດການຕິດຕັ້ງແລະຂະຫນາດ outline.
3. Wavelength: ລະດັບຄວາມຍາວຄື້ນຂອງເລເຊີ semiconductor ແມ່ນ 650 ~ 1650nm, ແລະຄວາມຖືກຕ້ອງແມ່ນສູງ.
4. Threshold current (Ith) ແລະປະຈຸບັນປະຕິບັດງານ (lop): ຕົວກໍານົດການເຫຼົ່ານີ້ກໍານົດເງື່ອນໄຂການເລີ່ມຕົ້ນແລະສະພາບການເຮັດວຽກຂອງ laser semiconductor.
5. ພະລັງງານແລະແຮງດັນ: ໂດຍການວັດແທກພະລັງງານ, ແຮງດັນແລະປະຈຸບັນຂອງເລເຊີ semiconductor ຢູ່ບ່ອນເຮັດວຽກ, ເສັ້ນໂຄ້ງ PV, PI ແລະ IV ສາມາດຖືກແຕ້ມເພື່ອເຂົ້າໃຈລັກສະນະການເຮັດວຽກຂອງພວກເຂົາ.

ຫຼັກການເຮັດວຽກ
1. ເງື່ອນໄຂການໄດ້ຮັບ: ການແຈກຢາຍ inversion ຂອງບັນທຸກຄ່າບໍລິການໃນຂະຫນາດກາງ lasing (ພາກພື້ນການເຄື່ອນໄຫວ) ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ໃນ semiconductor, ພະລັງງານຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນເປັນຕົວແທນຂອງລະດັບພະລັງງານເກືອບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ດັ່ງນັ້ນ, ຈໍານວນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກຢູ່ທາງລຸ່ມຂອງແຖບ conduction ໃນລັດພະລັງງານສູງຈະຕ້ອງມີຂະຫນາດໃຫຍ່ກ່ວາຈໍານວນຂອງຮູຢູ່ດ້ານເທິງຂອງແຖບ valence ໃນລັດພະລັງງານຕ່ໍາລະຫວ່າງສອງແຖບພະລັງງານເພື່ອບັນລຸ inversion ຂອງຈໍານວນ particle ໄດ້. ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການນໍາໃຊ້ຄວາມລໍາອຽງໃນທາງບວກກັບ homojunction ຫຼື heterojunction ແລະສີດພົກພາທີ່ຈໍາເປັນເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນການເຄື່ອນໄຫວເພື່ອກະຕຸ້ນອິເລັກຕອນຈາກແຖບ valence ພະລັງງານຕ່ໍາໄປຫາແຖບ conduction ພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ. ເມື່ອຈໍານວນເອເລັກໂຕຣນິກຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍຢູ່ໃນລັດປະຊາກອນອະນຸພາກທີ່ກົງກັນຂ້າມ recombine ກັບຮູ, ການປ່ອຍອາຍພິດກະຕຸ້ນເກີດຂື້ນ.
2. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ radiation ກະຕຸ້ນທີ່ສອດຄ່ອງກັນ, radiation ກະຕຸ້ນຕ້ອງໄດ້ຮັບການອາຫານຄືນຫຼາຍຄັ້ງໃນ resonator optical ເພື່ອສ້າງເປັນ laser oscillation, resonator ຂອງ laser ແມ່ນສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍ cleavage ທໍາມະຊາດຂອງໄປເຊຍກັນ semiconductor ເປັນກະຈົກ, ປົກກະຕິແລ້ວ plated ສຸດທ້າຍຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີແຜ່ນ dielectric multilayer ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນສູງ, ແຜ່ນສະທ້ອນແສງໄດ້, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກ້ຽງ. ສໍາລັບເລເຊີ semiconductor ຢູ່ຕາມໂກນ Fp (Fabry-Perot) , ຢູ່ຕາມໂກນ FP ສາມາດສ້າງໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ຍົນ cleavage ທໍາມະຊາດຕັ້ງຂວາງກັບຍົນ pn junction ຂອງໄປເຊຍກັນ.
(3) ເພື່ອປະກອບເປັນ oscillation ຄົງທີ່, ຂະຫນາດກາງ laser ຈະຕ້ອງສາມາດສະຫນອງຂະຫນາດໃຫຍ່ພຽງພໍເພື່ອຊົດເຊີຍການສູນເສຍ optical ທີ່ເກີດຈາກ resonator ແລະການສູນເສຍທີ່ເກີດຈາກ laser output ຈາກດ້ານຢູ່ຕາມໂກນໄດ້, ແລະຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພີ່ມພາກສະຫນາມແສງສະຫວ່າງຢູ່ໃນຢູ່ຕາມໂກນ. ນີ້ຕ້ອງມີການສີດໃນປະຈຸບັນທີ່ເຂັ້ມແຂງພຽງພໍ, ນັ້ນແມ່ນ, ມີການປີ້ນກັບຈໍານວນ particle ພຽງພໍ, ລະດັບຂອງ particle inversion ສູງ, ການໄດ້ຮັບຫຼາຍ, ນັ້ນແມ່ນ, ຄວາມຕ້ອງການຕ້ອງຕອບສະຫນອງເງື່ອນໄຂທີ່ແນ່ນອນໃນປະຈຸບັນ. ເມື່ອເລເຊີຮອດເກນ, ແສງສະຫວ່າງທີ່ມີຄວາມຍາວຄື່ນສະເພາະສາມາດສະທ້ອນຢູ່ໃນຮູຢູ່ຕາມໂກນແລະຂະຫຍາຍ, ແລະສຸດທ້າຍກໍ່ເປັນເລເຊີແລະຜົນຜະລິດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.

ຄວາມຕ້ອງການປະສິດທິພາບ
1. Modulation bandwidth ແລະອັດຕາ: lasers semiconductor ແລະເຕັກໂນໂລຊີ modulation ຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນສໍາຄັນໃນການສື່ສານ optical ໄຮ້ສາຍ, ແລະ modulation bandwidth ແລະອັດຕາຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບການສື່ສານໂດຍກົງ. ເລເຊີ modulated ພາຍໃນ (laser modulated ໂດຍກົງ) ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຂົງເຂດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical ເນື່ອງຈາກວ່າລະບົບສາຍສົ່ງຄວາມໄວສູງແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ.
2. ລັກສະນະ Spectral ແລະລັກສະນະ modulation: semiconductor ແຈກຢາຍ lasers ຄວາມຄິດເຫັນ (ເລເຊີ DFB) ໄດ້ກາຍເປັນແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ສໍາຄັນໃນການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical ແລະການສື່ສານ optical ຊ່ອງເນື່ອງຈາກວ່າຄຸນລັກສະນະ spectral ທີ່ດີເລີດແລະລັກສະນະ modulation ຂອງເຂົາເຈົ້າ.
3. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍ: lasers semiconductor ຈໍາເປັນຕ້ອງມີຂໍ້ດີຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາແລະການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການຜະລິດແລະການນໍາໃຊ້ຂະຫນາດໃຫຍ່.
4. ການບໍລິໂພກພະລັງງານແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື: ໃນສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນສູນຂໍ້ມູນ, lasers semiconductor ຕ້ອງການການໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືສູງເພື່ອຮັບປະກັນການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວ.