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Le principe d'émission de lumière des lasers semi-conducteurs

Nombre Parcourir:4     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2022-01-06      origine:Propulsé

Le principe d'émission de lumière des lasers semi-conducteurs

Lasers semi-conducteurs, aussi connu sous le nomdiodes laserLes lasers utilisent des matériaux semi-conducteurs comme matériels de travail. Il présente les caractéristiques de la petite taille et de la longue durée de vie et peut utiliser un courant d'injection simple pour pomper sa tension de travail et sa compatibilité actuelle avec des circuits intégrés, de sorte qu'il peut être intégré monolithiquement à celui-ci. En raison de ces avantages, les lasers de diode semi-conductrices ont été largement utilisés dans les communications laser, le stockage optique, les gyroscopes optiques, l'impression laser, la distance et le radar.

Générateur de ligne verte laser-AimlaserLasers de ligne rouge-Aimlaser

Le principe de l'émission de lumière laser

Le laser doit répondre aux conditions suivantes: Premièrement, le renversement de la population; Deuxièmement, il doit y avoir une cavité résonante, qui peut jouer une fonction de rétroaction optique et former une oscillation laser; La formation de différentes formes, la plus simple est la cavité de résonance Fabry-Parrot. Troisièmement, le laser doit respecter la condition de seuil, c'est-à-dire que le gain doit être supérieur à la perte totale.

Répondre à certaines conditions de seuil.

Afin de former une oscillation stable, le milieu laser doit fournir un gain suffisamment important pour compenser la perte optique causée par la cavité résonante et la perte causée par la sortie laser de la surface de la cavité et augmente en permanence le champ optique de la cavité. . Cela nécessite une injection de courant suffisamment forte, c'est-à-dire une inversion de population suffisante, plus le diplôme d'inversion de population est élevé, plus le gain obtenu est élevé, c'est-à-dire une certaine condition de seuil de courant. Lorsque le laser atteint le seuil, la lumière d'une longueur d'onde spécifique peut résonner dans la cavité et être amplifiée et finalement former un laser pour une sortie continue.

La cavité de résonance peut jouer le rôle de rétroaction optique et former une oscillation laser.

Pour obtenir des rayonnements stimulés cohérents, le rayonnement stimulé doit être alimenté à plusieurs reprises dans le résonateur optique pour former une oscillation au laser. La cavité résonante du laser est formée par la surface de clivage naturelle du cristal semi-conducteur sous forme de miroir de réflexion, qui n'émet généralement pas de lumière. L'extrémité de la lentille est recouverte d'un film diélectrique multicouche à réflexion élevé et la surface de l'émission de lumière est revêtue d'un film anti-réfléchissant.

Conditions de gain:

La distribution d'inversion des transporteurs dans le milieu de lasage (région active) est établie. Dans les semi-conducteurs, l'énergie des électrons est représentée par une bande d'énergie composée d'une série d'énergie qui sont proches de continu. Par conséquent, afin d'obtenir une inversion de la population dans les semi-conducteurs, il doit être dans la bande de conduction de l'État à haute énergie entre les deux régions de la bande d'énergie. Le nombre d'électrons au bas est beaucoup plus grand que le nombre de trous au sommet de la bande de valence d'état basse énergie. Ceci est réalisé en appliquant un biais avant à l'homojonction ou à l'hétérojonction et à injecter les supports nécessaires dans la couche active. Excitez les électrons de la bande de valence d'énergie inférieure à la bande de conduction d'énergie supérieure. Lorsqu'un grand nombre d'électrons et de trous dans un état d'inversion de population recombinent, une émission stimulée se produit.

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