Molao-motheo oa ts'ebetso le mefuta ea mantlha ealaser ea semiconductor
SemiconductorLi-diode tsa laser, ka bokgoni ba tsona bo phahameng, miniaturization le mefuta e fapaneng ya maqhubu a maqhubu, di sebediswa haholo e le dikarolo tsa motheo tsa theknoloji ya optoelectronic mafapheng a kang puisano, tlhokomelo ya bongaka le tshebetso ya indasteri. Sengolwa sena se hlahisa molaomotheo wa tshebetso le mefuta ya di-laser tsa semiconductor, e leng se loketseng bakeng sa kgetho ya boholo ba bafuputsi ba optoelectronic.
1. Molao-motheo oa ho ntša leseli oa li-laser tsa semiconductor
Molao-motheo oa khanya oa li-laser tsa semiconductor o ipapisitse le sebopeho sa lebanta, liphetoho tsa elektroniki le tlhahiso e hlasimollang ea thepa ea semiconductor. Lisebelisoa tsa semiconductor ke mofuta oa thepa e nang le lekhalo la bandgap, e kenyeletsang lebanta la valence le lebanta la conduction. Ha thepa e le boemong ba mobu, lielektrone li tlatsa lebanta la valence ha ho se na lielektrone lebanta la conduction. Ha tšimo e itseng ea motlakase e sebelisoa ka ntle kapa motlakase o kenngoa, lielektrone tse ling li tla fetoha ho tloha lebanta la valence ho ea lebanta la conduction, li etse lipara tsa lielektrone-lesoba. Nakong ea ts'ebetso ea ho lokolloa ha matla, ha lipara tsena tsa lielektrone-lesoba li susumetsoa ke lefats'e la kantle, li-photon, ke hore, li-laser, li tla hlahisoa.
2. Mekhoa ea ho hlasimolla ea lasers ea semiconductor
Ho na le mekhoa e meraro ea ho susumetsa bakeng sa li-laser tsa semiconductor, e leng mofuta oa ente ea motlakase, mofuta oa pompo ea optical le mofuta oa ho susumetsa mahlaseli a elektrone a matla a phahameng.
Li-laser tsa semiconductor tse kentsweng ka motlakase: Ka kakaretso, ke diode tsa semiconductor surface-junction tse entsoeng ka thepa e kang gallium arsenide (GaAs), cadmium sulfide (CdS), indium phosphide (InP), le zinc sulfide (ZnS). Lia thabisoa ke ho kenya motlakase ka har'a forward bias, e leng se hlahisang mosi o hlasimolohileng sebakeng sa junction plane.
Li-laser tsa semiconductor tse pompeloang ka optically: Ka kakaretso, likristale tse le 'ngoe tsa semiconductor tsa mofuta oa N kapa oa P (tse kang GaAS, InAs, InSb, jj.) li sebelisoa e le ntho e sebetsang, 'melasere ntšoang ke li-laser tse ling e sebelisoa e le pherekano e pompeloang ka optically.
Li-laser tsa semiconductor tse nang le matla a phahameng tse hlasimollang mahlaseli a elektrone: Ka kakaretso, li boetse li sebelisa likristale tse le 'ngoe tsa semiconductor tsa mofuta oa N kapa oa mofuta oa P (joalo ka PbS, CdS, ZhO, jj.) e le ntho e sebetsang 'me lia hlasimolloa ka ho kenya mahlaseli a elektrone a nang le matla a mangata ho tsoa ka ntle. Har'a lisebelisoa tsa laser tsa semiconductor, e nang le ts'ebetso e betere le ts'ebeliso e pharaletseng ke laser ea diode ea GaAs e hlahisitsoeng ka motlakase e nang le sebopeho se habeli sa heterostructure.
3. Mefuta e meholo ea lasers ea semiconductor
Sebaka se Sebetsang sa laser ea semiconductor ke sebaka sa mantlha bakeng sa tlhahiso ea photon le ho holisa, 'me botenya ba eona ke li-micrometer tse 'maloa feela. Meaho ea tataiso ea maqhubu a ka hare e sebelisoa ho thibela ho hasana ha li-photon ka lehlakoreng le ho ntlafatsa bongata ba matla (joalo ka li-waveguides tsa ridge le li-heterojunction tse patiloeng). Laser e amohela moralo oa sinki ea mocheso 'me e khetha thepa e phahameng ea ho tsamaisa mocheso (joalo ka motsoako oa koporo-tungsten) bakeng sa ho qhalana ha mocheso ka potlako, e leng se ka thibelang ho kheloha ha bolelele ba maqhubu ho bakoang ke ho chesa haholo. Ho ea ka sebopeho sa bona le maemo a ts'ebeliso, li-laser tsa semiconductor li ka aroloa ka mekhahlelo e mene e latelang:
Laser e ntšang moedi (EEL)
Lese e ntshwa ho tloha hodima lehare lehlakoreng la chip, e etsa sebaka se kang elliptical (se nang le Angle ya ho fapana ya hoo e ka bang 30°×10°). Maqhubu a tlwaelehileng a maqhubu a kenyeletsa 808nm (bakeng sa ho pompa), 980 nm (bakeng sa puisano), le 1550 nm (bakeng sa puisano ya faeba). E sebediswa haholo ho seheng ha diindasteri ka matla a maholo, mehloding ya ho pompa ya faeba ka laser, le marangrang a mokokotlo wa puisano ya optical.
2. Laser e ntšang bokaholimo bo otlolohileng (VCSEL)
Lesetara e ntshwa ka ho otloloha hodima chip, ka lehlasedi le chitja le lekanang (Angle ya ho fapana <15°). E kopanya seipone se hasantsweng sa Bragg (DBR), e leng se fedisang tlhoko ya seipone sa kantle. E sebediswa haholo ho lemoha 3D (jwalo ka temoho ya sefahleho sa mohala wa thekeng), puisano ya optical ya sebaka se kgutshwane (ditsi tsa data), le LiDAR.
3. Laser ea Quantum Cascade (QCL)
Ho latela phetoho ea lielektrone pakeng tsa quantum Wells, bolelele ba leqhubu bo koahela sebaka sa infrared se bohareng ho isa hole (3-30 μm), ntle le tlhoko ea ho fetoha ha baahi. Lifotone li hlahisoa ka liphetoho tsa intersubband 'me li sebelisoa hangata lits'ebetsong tse kang ho lemoha khase (joalo ka ho lemoha CO₂), ho nka litšoantšo tsa terahertz, le ho lekola tikoloho.
Moralo oa kantle oa lera la laser le ka fetoloang (grating/prism/MEMS mirror) o ka fihlella sebaka sa ho lokisa bolelele ba wavelength sa ±50 nm, ka bophara bo moqotetsane ba mola (<100 kHz) le karolelano e phahameng ea ho hana mokhoa oa lehlakore (>50 dB). E sebelisoa hangata lits'ebetsong tse kang puisano ea dense wavelength division multiplexing (DWDM), tlhahlobo ea spectral, le litšoantšo tsa bongaka. Li-laser tsa semiconductor li sebelisoa haholo lisebelisoa tsa laser tsa puisano, lisebelisoa tsa polokelo ea laser ea dijithale, lisebelisoa tsa ts'ebetso ea laser, lisebelisoa tsa ho tšoaea le ho paka tsa laser, ho seta le ho hatisa ka laser, lisebelisoa tsa bongaka tsa laser, lisebelisoa tsa ho lemoha sebaka le collimation tsa laser, lisebelisoa tsa laser le lisebelisoa tsa boithabiso le thuto, likarolo tsa laser le likarolo, jj. Ke tsa likarolo tsa mantlha tsa indasteri ea laser. Ka lebaka la mefuta e mengata ea lits'ebetso, ho na le lihlahisoa tse ngata le bahlahisi ba li-laser. Ha ho etsoa khetho, e lokela ho ipapisa le litlhoko tse itseng le masimo a ts'ebeliso. Bahlahisi ba fapaneng ba na le lits'ebetso tse fapaneng masimong a fapaneng, 'me khetho ea bahlahisi le li-laser e lokela ho etsoa ho latela tšimo ea ts'ebeliso ea projeke.
Nako ea poso: Pulungoana-05-2025