ሴሚኮንዳክተር ሌዘር የሥራ መርህ እና ዋና ዓይነቶች

የሥራው መርህ እና ዋና ዓይነቶችሴሚኮንዳክተር ሌዘር

ሴሚኮንዳክተርሌዘር ዳዮዶች, ያላቸውን ከፍተኛ ብቃት, miniaturization እና የሞገድ ልዩነት ጋር, በሰፊው እንደ የመገናኛ, የሕክምና እንክብካቤ እና የኢንዱስትሪ ሂደት እንደ መስኮች ውስጥ optoelectronic ቴክኖሎጂ ዋና ክፍሎች ሆነው ያገለግላሉ. ይህ ጽሑፍ ለአብዛኛዎቹ የኦፕቲካል ተመራማሪዎች ምርጫ ማጣቀሻ ምቹ የሆነውን ሴሚኮንዳክተር ሌዘር የሥራ መርሆ እና ዓይነቶችን የበለጠ ያስተዋውቃል።

1. ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ብርሃን-አመንጪ መርህ

የሴሚኮንዳክተር ሌዘር የብርሃን ብርሃን መርህ በቡድን መዋቅር, በኤሌክትሮኒካዊ ሽግግሮች እና በሴሚኮንዳክተር ቁሶች ላይ በተቀሰቀሰ ልቀት ላይ የተመሰረተ ነው. ሴሚኮንዳክተር ማቴሪያሎች የቫሌንስ ባንድ እና የመተላለፊያ ባንድን የሚያጠቃልሉ የቁሳቁስ አይነት ከባንዲጋፕ ጋር ናቸው። ቁሱ በመሬቱ ሁኔታ ውስጥ በሚሆንበት ጊዜ ኤሌክትሮኖች በኮንዲሽኑ ባንድ ውስጥ ምንም ኤሌክትሮኖች በሌሉበት ጊዜ የቫሌሽን ባንድ ይሞላሉ. የተወሰነ የኤሌትሪክ መስክ በውጭ ሲተገበር ወይም ጅረት ሲወጋ፣ አንዳንድ ኤሌክትሮኖች ከቫሌንስ ባንድ ወደ ኮንዳክሽን ባንድ ይሸጋገራሉ፣ ኤሌክትሮን-ቀዳዳ ጥንዶች ይፈጥራሉ። በሃይል መለቀቅ ሂደት ውስጥ እነዚህ ኤሌክትሮኖች-ቀዳዳ ጥንዶች በውጭው ዓለም ሲነቃቁ, ፎቶኖች, ማለትም ሌዘር, ይፈጠራሉ.

2. ሴሚኮንዳክተር ሌዘር የማነቃቂያ ዘዴዎች

ለሴሚኮንዳክተር ሌዘር በዋናነት ሶስት የማነቃቂያ ዘዴዎች አሉ እነሱም የኤሌክትሪክ መርፌ ዓይነት ፣ የኦፕቲካል ፓምፕ ዓይነት እና ከፍተኛ ኃይል ያለው የኤሌክትሮን ጨረር ማነቃቂያ ዓይነት።

በኤሌክትሪክ የሚወጉ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር፡ በአጠቃላይ ሴሚኮንዳክተር ላዩን-መጋጠሚያ ዳዮዶች እንደ ጋሊየም አርሴናይድ (GaAs)፣ ካድሚየም ሰልፋይድ (ሲዲኤስ)፣ ኢንዲየም ፎስፋይድ (ኢንፒ) እና ዚንክ ሰልፋይድ (ZnS)። በመገጣጠሚያው አውሮፕላን ክልል ውስጥ የተነቃቃይ ልቀት በማመንጨት ወደፊት ያለውን አድልዎ በማስተዋወቅ በጣም ደስተኞች ናቸው።

ኦፕቲካል ፓምፑ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር፡ በአጠቃላይ ኤን-አይነት ወይም ፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተር ነጠላ ክሪስታሎች (እንደ ጋኤኤስ፣ ኢንአስ፣ ኢንኤስቢ፣ ወዘተ) እንደ ሥራው ንጥረ ነገር ጥቅም ላይ ይውላሉ።ሌዘርበሌሎች ሌዘር የሚለቀቀው እንደ ኦፕቲካል ፓምፑ ማነቃቂያ ሆኖ ያገለግላል።

ከፍተኛ ኃይል ያለው የኤሌክትሮን ጨረሮች የሚደሰቱ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር፡ በአጠቃላይ N-አይነት ወይም ፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተር ነጠላ ክሪስታሎች (እንደ PbS፣CdS፣Zho, ወዘተ) እንደ ሥራው ንጥረ ነገር ይጠቀማሉ እና ከፍተኛ ኃይል ያለው የኤሌክትሮን ጨረር ከውጭ ወደ ውስጥ በማስገባት ይደሰታሉ። ከሴሚኮንዳክተር ሌዘር መሳሪያዎች መካከል የተሻለ አፈጻጸም ያለው እና ሰፋ ያለ አፕሊኬሽን ያለው በኤሌክትሪክ የተከተተ GaAs diode laser with double heterostructure ነው።

3. ዋናዎቹ የሴሚኮንዳክተር ሌዘር ዓይነቶች

የሴሚኮንዳክተር ሌዘር አክቲቭ ክልል ለፎቶን ማመንጨት እና ማጉላት ዋናው ቦታ ሲሆን ውፍረቱ ጥቂት ማይክሮሜትሮች ብቻ ነው። የውስጥ ሞገድ መመሪያ መዋቅሮች የፎቶኖችን የኋለኛውን ስርጭት ለመገደብ እና የኢነርጂ ጥንካሬን ለማጎልበት (እንደ ሪጅ ሞገድ እና የተቀበሩ heterojunctions) ጥቅም ላይ ይውላሉ። ሌዘር የሙቀት መስመድን ንድፍ ተቀብሎ ከፍተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ ቁሳቁሶችን (እንደ መዳብ-ቱንግስተን ቅይጥ) በፍጥነት ሙቀትን ለማስወገድ ይመርጣል ይህም በማሞቅ ምክንያት የሚፈጠረውን የሞገድ ርዝመት መንሸራተትን ይከላከላል። እንደ አወቃቀራቸው እና አተገባበር ሁኔታ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር በሚከተሉት አራት ምድቦች ሊከፈል ይችላል.

የጠርዝ-ኤሚቲንግ ሌዘር (EEL)

ሌዘር የሚወጣው ከቺፑው ጎን ካለው ስንጥቅ ወለል ነው፣ ሞላላ ቦታ ይፈጥራል (በግምት 30°×10° ካለው ልዩነት አንግል ጋር)። የተለመዱ የሞገድ ርዝመቶች 808nm (ለፓምፕ)፣ 980 nm (ለግንኙነት) እና 1550 nm (ለፋይበር ግንኙነት) ያካትታሉ። በከፍተኛ ኃይል የኢንዱስትሪ መቁረጫ, የፋይበር ሌዘር ፓምፕ ምንጮች እና የኦፕቲካል ግንኙነት የጀርባ አጥንት ኔትወርኮች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል.

2. አቀባዊ ዋሻ ወለል አመንጪ ሌዘር (VCSEL)

ሌዘር በቺፑው ገጽ ላይ በክብ እና በተመጣጣኝ ጨረር (ልዩነት አንግል <15°) ላይ ቀጥ ብሎ ይወጣል። የተከፋፈለ ብራግ አንጸባራቂን (DBR) ያዋህዳል, የውጭ አንጸባራቂን አስፈላጊነት ያስወግዳል. በ 3D ዳሳሽ (እንደ የሞባይል ስልክ ፊት ማወቂያ)፣ የአጭር ክልል የጨረር ግንኙነት (መረጃ ማእከላት) እና LiDAR በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።

3. ኳንተም ካስኬድ ሌዘር (QCL)

በኳንተም ዌልስ መካከል ባለው የኤሌክትሮኖች የካስኬድ ሽግግር ላይ በመመስረት፣ የሞገድ ርዝመቱ ከመካከለኛው እስከ ሩቅ-ኢንፍራሬድ ክልል (3-30 μm) ይሸፍናል፣ የህዝብ መገለባበጥ ሳያስፈልገው። ፎተኖች የሚመነጩት በኢንተር-ሱባንድ ሽግግሮች ነው እና እንደ ጋዝ ዳሳሽ (እንደ CO₂ ማወቂያ)፣ ቴራሄትዝ ኢሜጂንግ እና የአካባቢ ቁጥጥር ባሉ መተግበሪያዎች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ።

4. ሊስተካከል የሚችል ሌዘር

የሚስተካከለው የሌዘር ውጫዊ ክፍተት ንድፍ (ግራቲንግ/ፕሪዝም/ኤምኤምኤስ መስታወት) የሞገድ ርዝመት ማስተካከያ ክልል ± 50 nm፣ በጠባብ የመስመር ስፋት (<100 kHz) እና ከፍተኛ የጎን ሁነታ ውድቅ ሬሾ (>50 ዲቢቢ) ሊኖረው ይችላል። እንደ ጥቅጥቅ ባለ የሞገድ ርዝመት ክፍፍል ማባዛት (DWDM) ግንኙነት፣ የእይታ ትንተና እና ባዮሜዲካል ኢሜጂንግ ባሉ መተግበሪያዎች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል። ሴሚኮንዳክተር ሌዘር በሰፊው የመገናኛ የሌዘር መሣሪያዎች, ዲጂታል ሌዘር ማከማቻ መሣሪያዎች, የሌዘር ሂደት መሣሪያዎች, የሌዘር ምልክት እና ማሸጊያ መሣሪያዎች, የሌዘር አይነት እና ማተም, የሌዘር የሕክምና መሣሪያዎች, የሌዘር ርቀት እና collimation ማወቂያ መሣሪያዎች, የሌዘር መሣሪያዎች እና መሣሪያዎች መዝናኛ እና ትምህርት, የሌዘር ክፍሎች እና ክፍሎች, ወዘተ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. እነሱ የሌዘር ኢንዱስትሪ ዋና ዋና ክፍሎች ናቸው. በሰፊው አፕሊኬሽኖች ምክንያት, በርካታ ብራንዶች እና የሌዘር አምራቾች አሉ. ምርጫ በሚመርጡበት ጊዜ, በተወሰኑ ፍላጎቶች እና የመተግበሪያ መስኮች ላይ የተመሰረተ መሆን አለበት. የተለያዩ አምራቾች በተለያዩ መስኮች የተለያዩ አፕሊኬሽኖች አሏቸው, እና የአምራቾች እና የሌዘር ምርጫዎች በፕሮጀክቱ ትክክለኛ የትግበራ መስክ መሰረት መደረግ አለባቸው.