Semiconductor Lasers: Zorte vu Apparat, de Betribssystemer Prinzip, de Gebrauch vun

Semiconductor lasers sinn Quantephysik Generatoren baséiert semiconductor aktiv mëttelfristeg, Hellef der opteschen amplification vun stimuléiert Emissioun ass op eng héich Konzentratioun vu gratis Vitesse wwerreeche an der Géigend an der Transitioun tëscht der Quantephysik Energie Niveauen hunn.

Semiconductor Laser: Prinzip vun der Operatioun

Normalerweis, d'Majoritéit vun Elektronepueren op der valency Niveau läit. Während Approche photon Energie Iwwerschreiden der Energie Band Spalt, engem semiconductor, kommen Elektronepueren an d'Staat vun excitation, an getraff der verbueden Zon, an e gratis Zon beweegen, op hir ënnescht Grenz aleeden. Gläichzäiteg, e Lach an der VALENCE Niveau gemaach, fir seng iewescht Grenz eropklëmmt. D'Elektronepueren an der fräier Zon mat Lächer recombine, Energie gläich un der Energie vun der Broch Zone Stralungsleeschtung, an der Form vun photons. Recombination kann duerch photons mat genuch Energie Niveau gestäerkt ginn. Z'identifizéieren Beschreiwung entsprécht der Fermi Verdeelung Funktioun.

Apparat

D'semiconductor Laser Apparat ass e Laser Prêt Klappen Energie Elektronepueren an Lächer an der Géigend p-n-Iwwergank - de Punkt vun Kontakt mat der schwetzen semiconductor p- an N-Typ. Ausserdeem, ginn et semiconductor lasers mat opteschen Energie Input an deem d'hëlze vun der Un- vun photons vun Luucht an Quantephysik CASCADE lasers gemaach ass, déi bannent der Zonen op der Mëttesrascht baséiert sinn.

Struktur

Typesch awer am semiconductor lasers an aner optoelectronic Apparater benotzt, wéi follegt:

• Gallium arsenide;
• Gallium phosphide;
• Gallium nitride;
• Indium phosphide;
• Indium Gallium arsenide;
• Gallium Al arsenide;
• Gallium-Indium-Gallium nitride;
• phosphide, Gallium-Indium.

Wellelängt

Dës awer - direkten-Spalt semiconductors. Indirect- (Silicon) produzéiert gëtt net Liicht mat genuch Kraaft an Effizienz. Der Wellelängt vun der Stralung vun der Prêt Laser hänkt op der Energie vun der photon Energie Approche der Band Lück vun der besonnesch Massa. D'3- a 4-Komponent semiconductor awer Energie Band Spalt kann iwwer eng breet Palette kontinuéierlech variéiert gin. Um AlGaAs = Al _x Ga _1-x Wéi, zum Beispill, waarden Al Inhalt (Erhéijung vun x) den Effet vun der Erhéijung vun der Energie Band Spalt huet.

Während déi gemeinsam semiconductor lasers an nächster Infraroutstrahlung Deel vum Spektrum Bedreiwen, produzéiert puer rout (Gallium Indium phosphide), blo oder mov (Gallium nitride) Faarwen. Duerchschnëtt Infraroutstrahlung semiconductor Laser (nodeems selenide) an Quantephysik CASCADE lasers.

Bio semiconductors

Nieft de uewen inorganic awer benotzt ginn, kann a Bio. Passenden Technologie ass nach ënner Entwécklung, mä seng Entwécklung versprécht ze vill d'Käschte vun Produktioun vun lasers reduzéieren. Sou wäit, nëmmen Bio lasers mat opteschen Energie entwéckelt Input an héich-Performance elektresch Pompel huet nach net erreecht ginn.

Arten

Duerch e Majorzsystem vun semiconductor lasers mat verschiddene Parameteren an Applikatioun Wäert.

Kleng Laser diodes produzéiere enger hëlze vun héich-Qualitéit mechanesch Stralung hir Muecht läit tëschent e puer honnert bis fënnef honnert milliwatts. der Laser Prêt Chip ass eng dënn véiereckege Risotto, déi als waveguide déngt, well d'Stralung un engem klenge Raum limitéiert. Crystal eng Zort mat béide Säiten eng pn-Transitioun vun engem grousse Beräich ze schafen. Perot interferometer - D'ausgeräiften goung en opteschen Äerd vun engem Fabry schafen. Photon duerch d'éischter en laanschtgoungen ze féieren recombination Stralung méi wäert, a wäert d'Generatioun ufänken. Si sinn zu Laser gesitt, CD- an DVD-Spiller, souwéi Léngen OPTIC benotzt.

Niddereg Muecht lasers a staark lasers mat engem externen éischter en fir kuerz éischter generéieren kann Evenementer synchronize.

semiconductor lasers mat engem externen éischter en vun engem Laser Prêt aus, wat eng Roll an der Zesummesetzung vun der gewannen mëttelfristeg méi Laser-Äerd spillt. Kapabel vun Zaïtgeescht Wellelängten an hunn eng schmuel Emissioun Band.

Sprëtz lasers sinn semiconductor Regioun vun Stralung an engem breet Band, kann e niddereg Qualitéit hëlze Muecht vu verschidden Watts Generéiere. Et besteet aus engem dënn aktiv Layer tëscht dem p- entsuergt an N-Layer, eng duebel heterojunction grënnen. De Mechanismus vun domadder vun Liicht am saitlech Richtung ass ower, déi an héich hëlze ellipticity Resultater an unacceptably héich loung gëtt.

Mächteg Prêt flamenden Ofgrond, aus enger Partie vun diodes, Débit erwisen vun enger hëlze vun Unterricht Qualitéit Muecht vun zéngdausende vu Watts produzéiert.

Mächteg zwee-zweedimensional flamenden Ofgrond vun diodes kann eng Muecht vun honnerte vun dausende vun Watts Generéiere.

Uewerfläch-Emissiounen lasers (VCSEL) Emissiounen Liichtjoer Wasserstoff hëlze Qualitéit an e puer milliwatts vertikal zu der Risotto. Op der Stralung Uewerfläch vun der Äerd Spigel ass an der Form vun Schichten an dynes ¼ Deel mat verschiddene applizéiert Mais bestinn. Op engem eenzege Chip kann e puer honnert lasers gemaach ginn, wat d'Méiglechkeet vun Mass Produktioun opgemaach huet.

C VECSEL lasers opteschen Energie Input an engem externen Äerd vun kapabel eng hëlze vu gutt Qualitéit Muecht vu verschidden Watts bei engem Modus Wann generéieren.

Aarbecht semiconductor Laser Typ Quantephysik CASCADE baséiert op Mëttesrascht am Bands (am Géigesaz zu der interband). Dës Apparater produzéiert gëtt an der Mëtt Regioun vun der Infraroutstrahlung Spektrum, heiansdo am terahertz Gamme. Si sinn, zum Beispill, wéi Gas Stroossen benotzt.

Semiconductor lasers: d'Applikatioun an der Haaptrei Aspekter vun

High-Muecht Prêt lasers mat héich elektresch um moderéiert voltages Klappen sinn wéi héich efficace Mëttel vun Ravitaillements Energie benotzt staark Staat lasers.

Semiconductor lasers kann zu enger grousser Gamme vu Ofstänn Bedreiwen datt de siichtbar, bei Infraroutstrahlung an Mëtt Infraroutstrahlung Deel vum Spektrum ëmfaasst. Geschaf Apparater ze och izducheniya Frequenz änneren.

Laser diodes kann séier schalt an der opteschen Muecht well dat am Léngen OPTIC Kommunikatioun Linnen Sendere benotzt gëtt.

Charakteristiken hunn semiconductor lasers sinn technologesch déi wichtegst Zort maser. Si benotzt:

• engem telemetry detektéieren, pyrometers, opteschen altimeter, rangefinders, rësele, holography;
• an Léngen opteschen Transmissioun Systemer an Daten Stockage, kohärent Kommunikatioun Systemer;
• Laser Dréckeren, Video projectors, hudd, Bar Code Scanner, Bild Scanner, CD-Spiller (DVD, CD, Blu-Ray);
• am Sécherheet Systemer, Quantephysik cryptography, Bekannte, Indicateuren;
• an opteschen metrology an Spektroskopie;
• an Agrëff, kréie, cosmetology, Therapie;
• Waasser Offäll, Material Ëmgank, Pompelstatiounen vun staark Staat lasers, Kontroll vu chemesche Reaktioune an industriell Zortéieren, industrielle Maschinnen, ignition Systemer, a Loft Ofwier Systemer.

Pulsatiounsperiod Wasserstoff

Stäerkste semiconductor Laser generéiert eng kontinuéierlech hëlze. Wéinst der kuerzer Zäit Residenz vun Elektronepueren an der conduction Niveau sinn se engem Q-den éischter net ganz gëeegent fir generéieren, mä quasi-kontinuéierlech Modus vun Operatioun kann der Quantephysik Generator Muecht vill méi. Zousätzlech, semiconductor lasers vläicht fir d'Generatioun vun ultrashort Pulsatiounsperiod Modus-gespaart oder Wiessel vun der gewannen benotzt ginn. Duerchschnëtt Muecht kuerz éischter, normalerweis fir e puer milliwatts ausser VECSEL-optically Klappen lasers limitéiert, déi Wasserstoff wattage picosecond éischter mat enger Frequenz gemooss an der Zénger vun gigahertz.

Modulation a Stabiliséierung

De Virdeel vun kuerz Residenz Elektronen am conduction Band vun semiconductor lasers ass d'Fähegkeet der héich Frequenz ze well déi VCSEL-lasers hunn 10 GHz méi. Et ass am opteschen Daten Transmissioun, Spektroskopie, Laser Stabiliséierung benotzt.