O le mataupu faavae o le galue ma ituaiga autu o le laser semiconductor

O le mataupu faavae o le galue ma ituaiga autu oleisa semiconductor

SemiconductorDiode laser, faatasi ai ma lo latou lelei tele, fa'aitiitiga ma le eseese o galu, e fa'aaogaina lautele o ni vaega autu o tekinolosi optoelectronic i vaega e pei o feso'ota'iga, tausiga fa'afoma'i ma le fa'agasologa o alamanuia. O lenei tusiga e fa'alauiloa atili ai le mataupu fa'avae o galuega ma ituaiga o lasers semiconductor, lea e faigofie mo le fa'asinomaga filifilia a le to'atele o tagata su'esu'e optoelectronic.

1. O le mataupu faavae o le fa'asalalauina o le malamalama o leisa semiconductor

O le mataupu faavae o le luminescence o leser semiconductor e faavae i luga o le fausaga o le fusi, suiga faaeletoronika ma le faʻaosofiaina o le faʻasalalauina o meafaitino semiconductor. O meafaitino semiconductor o se ituaiga meafaitino e iai se vaeluaga o fusi, e aofia ai se fusi valence ma se fusi faʻasalalau. A iai le meafaitino i le tulaga eleele, e faʻatumuina e le eletise le fusi valence ae leai ni eletise i le fusi faʻasalalau. A faʻaaogaina se fanua eletise faapitoa i fafo pe tuiina se tafe, o nisi eletise o le a fesuiaʻi mai le fusi valence i le fusi faʻasalalau, ma fausia ai ni paga eletise-pu. I le taimi o le faagasologa o le faʻasaʻolotoina o le malosi, pe a faʻaosofia nei paga eletise-pu e le lalolagi i fafo, o le a gaosia ai photons, o lona uiga, lasers.

2. Metotia fa'aosofia o leisa semiconductor

E tolu auala autū e faʻaosofia ai le faʻaaogaina o le lasers semiconductor, o le ituaiga tui eletise, ituaiga pamu opitika ma le ituaiga faʻaosofia o le ave eletise malosi.

Lasers semiconductor e tuiina i le eletise: E masani lava, o diodes semiconductor surface-junction e faia i mea e pei o le gallium arsenide (GaAs), cadmium sulfide (CdS), indium phosphide (InP), ma le zinc sulfide (ZnS). E fa'aosofia i latou e ala i le tuiina o le eletise i luga o le forward bias, ma fa'atupuina ai le stimulated emission i le vaega o le junction plane.

Lasers semiconductor pamuina fa'apitoa: E masani lava, o tioata ta'itasi semiconductor ituaiga-N po'o le ituaiga-P (e pei o GaAS, InAs, InSb, ma isi) e fa'aaogaina o se mea galue, ma leleisaO le mea e fa'asalalauina e isi lasers e fa'aaogaina o se fa'afiafiaga e pamuina fa'apitoa.

Lasers semiconductor e fa'aosofia e le ave eletise maualuga le malosi: E masani lava, latou te fa'aogaina fo'i tioata ta'itasi o le semiconductor ituaiga-N po'o le ituaiga-P (e pei o le PbS, CdS, ZhO, ma isi) e fai ma mea faigaluega ma e fa'aosofia e ala i le tuiina o se ave eletise maualuga le malosi mai fafo. I totonu o masini laser semiconductor, o le mea e sili atu le fa'atinoga ma lautele le fa'aoga o le laser diode GaAs e tuiina i le eletise ma se heterostructure faalua.

3. O ituaiga autū o leisa semiconductor

O le Vaega Galue o le laser semiconductor o le vaega autū lea mo le gaosia ma le faʻateleina o le photon, ma o lona mafiafia e naʻo ni nai micrometers. O fausaga o le waveguide i totonu e faʻaaogaina e faʻatapulaʻa ai le sosolo faʻalava o photons ma faʻaleleia atili ai le malosi (e pei o ridge waveguides ma buried heterojunctions). O le laser e faʻaaogaina se mamanu o le heat sink ma filifilia mea e maualuga le thermal conductivity (e pei o le copper-tungsten alloy) mo le vave faʻasalalauina o le vevela, lea e mafai ona puipuia ai le wavelength drift e mafua mai i le soona vevela. E tusa ai ma o latou fausaga ma tulaga faʻaoga, e mafai ona vaevaeina lasers semiconductor i vaega e fa nei:

Leisa Fa'asalalauina o le Pito (EEL)

E fa'aosoina le laser mai le pito i luga o le vaega ua vaeluaina i le itu o le chip, ma fausia ai se vaega elliptical (fa'atasi ai ma se tulimanu e ese mai le 30°×10°). O galu masani e aofia ai le 808nm (mo le pamuina), 980 nm (mo feso'ota'iga), ma le 1550 nm (mo feso'ota'iga alava). E fa'aaogaina lautele i le tipiina o alamanuia e maualuga le malosi, puna pamuina alava leisa, ma feso'ota'iga opitika.

2. Leisa Fa'asalalauina o le Luga Fa'atulagaina o le Ava (VCSEL)

E fa'asalalauina le laser i le itu sa'o i luga o le chip, fa'atasi ai ma se ave fa'ata'amilomilo ma tutusa (divergence Angle <15°). E tu'ufa'atasia ai se Bragg reflector tufatufaina (DBR), e ave'esea ai le mana'omia o se reflector mai fafo. E fa'aaogaina lautele i le 3D sensing (e pei o le iloaina o foliga o telefoni feavea'i), feso'ota'iga va'ai mamao (nofoaga autu o fa'amaumauga), ma LiDAR.

3. Leisa Fa'asolosolo Kuantum (QCL)

E faʻavae i luga o le fesuiaʻiga faʻasolosolo o eletise i le va o quantum Wells, o le galu e aofia ai le vaega ogatotonu i le infrared mamao (3-30 μm), e aunoa ma le manaʻomia o le inversion o le faitau aofaʻi. E gaosia photons e ala i fesuiaʻiga i le va o subband ma e masani ona faʻaaogaina i faʻaoga e pei o le iloa o le kesi (e pei o le iloa o le CO₂), terahertz imaging, ma le mataʻituina o le siosiomaga.

4. Leisa e Mafai ona Fetuuna'i

O le mamanu o le avanoa i fafo o le laser e mafai ona fetu'una'i (grating/prism/MEMS mirror) e mafai ona ausia se vaega o le fa'atulagaina o le wavelength e ±50 nm, fa'atasi ai ma se laina vaapiapi (<100 kHz) ma se fua faatatau maualuga o le teena o le itu (>50 dB). E masani ona fa'aaogaina i fa'aoga e pei o le feso'ota'iga o le dense wavelength division multiplexing (DWDM), su'esu'ega o le spectral, ma ata fa'afoma'i. O le laser semiconductor e fa'aaogaina lautele i masini feso'ota'iga laser, masini teuina laser numera, masini fa'agasolo laser, masini fa'ailoga ma afifiina laser, fa'atulagaina ma lolomiina laser, masini fa'afoma'i laser, masini e iloa ai le mamao ma le collimation laser, masini ma meafaigaluega laser mo fa'afiafiaga ma a'oa'oga, vaega ma vaega laser, ma isi. E aofia i latou i vaega autu o le alamanuia laser. Ona o lona lautele o fa'aoga, e tele ituaiga ma gaosi oloa o laser. Pe a faia se filifiliga, e tatau ona fa'avae i mana'oga fa'apitoa ma vaega fa'aoga. E eseese fa'aoga a gaosi oloa i vaega eseese, ma e tatau ona faia le filifiliga o gaosi oloa ma laser e tusa ai ma le vaega fa'aoga moni o le galuega.