Prensîba xebatê û cureyên sereke yên alavênlazerê nîvconductor
NîvconductorDîodên lazer, bi karîgeriya xwe ya bilind, piçûkkirin û cûrbecûriya dirêjahiya pêlê, bi berfirehî wekî pêkhateyên bingehîn ên teknolojiya optoelektronîkî di warên wekî ragihandin, lênihêrîna bijîşkî û hilberandina pîşesaziyê de têne bikar anîn. Ev gotar prensîba xebatê û celebên lazerên nîvconductor bêtir dide nasîn, ku ji bo referansa hilbijartinê ya piraniya lêkolînerên optoelektronîkî guncan e.
1. Prensîba ronahîderketina lazerên nîvconductor
Prensîba ronîkirinê ya lazerên nîvconductor li ser avahiya bendê, veguherînên elektronîkî û emîsyona teşwîqkirî ya materyalên nîvconductor e. Materyalên nîvconductor cureyek materyalê ne ku xwedî valahiyek bendê ne, ku tê de benda valansê û benda konduksiyonê heye. Dema ku materyal di rewşa bingehîn de ye, elektron benda valansê tijî dikin dema ku di benda konduksiyonê de elektron tune ne. Dema ku zeviyek elektrîkê ya diyarkirî ji derve tê sepandin an jî herikek tê derzîkirin, hin elektron dê ji benda valansê derbasî benda konduksiyonê bibin, û cotên elektron-qulikê çêdikin. Di dema pêvajoya berdana enerjiyê de, dema ku ev cotên elektron-qulikê ji hêla cîhana derve ve têne teşwîqkirin, foton, ango lazer, dê werin çêkirin.
2. Rêbazên tehrîkkirinê yên lazerên nîvconductor
Ji bo lazerên nîvconductor sê rêbazên teşwîqkirinê hene, ango celebê derzîkirina elektrîkê, celebê pompa optîkî û celebê teşwîqkirina tîrêjên elektronê yên enerjiya bilind.
Lazerên nîvconductor ên bi elektrîkî hatine derzîkirin: Bi gelemperî, ew dîodên girêdana rûberî ya nîvconductor in ku ji materyalên wekî gallium arsenide (GaAs), cadmium sulfide (CdS), indium fosphide (InP), û zinc sulfide (ZnS) hatine çêkirin. Ew bi derzîkirina herikê li ser xeta pêşiyê têne teşwîqkirin, û di herêma qada girêdanê de emîsyona teşwîqkirî çêdikin.
Lazerên nîvconductor ên bi pompeya optîkî: Bi gelemperî, krîstalên yekane yên nîvconductor ên celebê N an celebê P (wek GaAS, InAs, InSb, hwd.) wekî madeya xebatê têne bikar anîn, ûlazerTîrêjên ku ji hêla lazerên din ve têne derxistin wekî teşwîqkirina optîkî ya pompkirî tê bikar anîn.
Lazerên nîvconductor ên bi tîrêjên elektronê yên enerjiya bilind hatine teşwîqkirin: Bi gelemperî, ew krîstalên yekane yên nîvconductor ên celebê N an celebê P (wek PbS, CdS, ZhO, hwd.) wekî madeya xebatê jî bikar tînin û bi derzîkirina tîrêjek elektronê ya enerjiya bilind ji derve ve têne teşwîqkirin. Di nav cîhazên lazerên nîvconductor de, ya ku performansa çêtir û sepandina wê berfirehtir e, lazera dîyodê GaAs a bi elektrîkê hatî derzîkirin e ku xwedî heterostrukturek duqat e.
3. Cureyên sereke yên lazerên nîvconductor
Herêma Çalak a lazerek nîvconductor qada bingehîn e ji bo çêbûn û zêdekirina fotonan, û qalindahiya wê tenê çend mîkrometre ye. Strukturên rêberên pêlên hundirîn têne bikar anîn da ku belavbûna alî ya fotonan sînordar bikin û dendika enerjiyê zêde bikin (wek rêberên pêlên girêk û heterojonksiyonên veşartî). Lazer sêwirana rakêşa germê qebûl dike û materyalên bi rêberiya germê ya bilind (wek hevbendiya sifir-tungsten) ji bo belavkirina germê ya bilez hildibijêre, ku dikare rê li ber guheztina dirêjahiya pêlê ya ji ber germbûna zêde bigire. Li gorî avahî û senaryoyên serîlêdana wan, lazerên nîvconductor dikarin di çar kategoriyên jêrîn de werin dabeş kirin:
Lazera Derxistina Qiraxan (EEL)
Lazer ji rûyê şikestinê yê li kêleka çîpê derdikeve, xalek elîptîk çêdike (bi goşeya cudabûnê ya bi qasî 30°×10°). Dirêjahiya pêlên tîpîk 808nm (ji bo pompkirinê), 980 nm (ji bo ragihandinê), û 1550 nm (ji bo ragihandina fîberê) ne. Ew bi berfirehî di birîna pîşesaziyê ya hêza bilind, çavkaniyên pompkirina lazerê fîberê, û torên pişta ragihandina optîkî de tê bikar anîn.
2. Lazera Derxistina Rûyê Valatiya Vertikal (VCSEL)
Lazer bi awayekî perpendîkular li ser rûyê çîpê tê belavkirin, bi tîrêjek dorhêl û simetrîk (goşeya cudabûnê <15°). Ew reflektorek Bragg a belavkirî (DBR) entegre dike, û hewcedariya reflektorek derveyî ji holê radike. Ew bi berfirehî di hesasiyeta 3D (wek naskirina rûyê telefona desta), ragihandina optîkî ya menzîla kurt (navendên daneyan) û LiDAR de tê bikar anîn.
3. Lazera Kaskada Kuantumê (QCL)
Li gorî veguherîna kaskadê ya elektronan di navbera Kunên kûantûmê de, dirêjahiya pêlê bêyî hewcedariya zivirîna nifûsê, rêza navîn-heta-dûr-înfrared (3-30 μm) vedihewîne. Foton bi rêya veguherînên navbera binbendan têne çêkirin û bi gelemperî di sepanên wekî hesaskirina gazê (wek tespîtkirina CO₂), wênekirina terahertz û çavdêriya jîngehê de têne bikar anîn.
Sêwirana valahiya derveyî ya lazera mîhengbar (grating/prism/MEMS neynik) dikare rêzek mîhengkirina dirêjahiya pêlê ya ±50 nm bi dest bixe, bi firehiya xêzek teng (<100 kHz) û rêjeya redkirina moda alî ya bilind (>50 dB). Ew bi gelemperî di sepanên wekî ragihandina piralîkirina dabeşkirina dirêjahiya pêlê ya dendik (DWDM), analîza spektral, û wênekirina biyopizîşkî de tê bikar anîn. Lazerên nîvconductor bi berfirehî di cîhazên lazer ên ragihandinê, cîhazên hilanîna lazer ên dîjîtal, alavên pêvajoya lazer, alavên nîşankirin û pakkirina lazer, nivîsandin û çapkirina lazer, alavên bijîşkî yên lazer, amûrên tespîtkirina dûrbûn û kolimasyona lazer, amûr û alavên lazer ên ji bo şahî û perwerdehiyê, pêkhate û parçeyên lazer, û hwd. de têne bikar anîn. Ew di nav pêkhateyên bingehîn ên pîşesaziya lazerê de ne. Ji ber rêza wê ya fireh a sepanên, gelek marqe û hilberînerên lazeran hene. Dema ku hilbijartinek tê kirin, divê ew li ser bingeha hewcedariyên taybetî û qadên serîlêdanê be. Hilberînerên cûda di warên cûda de sepanên cûda hene, û hilbijartina hilberîner û lazeran divê li gorî qada serîlêdana rastîn a projeyê were kirin.
Dema şandinê: Mijdar-05-2025