अर्धचालक लेजर डायोड प्रकार

लेजरहरूलाई तिनीहरूको संरचना अनुसार वर्गीकृत गरिएको छ: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: वितरित प्रतिक्रिया, DBR: वितरित ब्राग रिफ्लेक्टर, QW: क्वान्टम वेल, VCSEL: ठाडो गुहा सतह परावर्तित लेजर।
(१) फेब्री-पेरोट (FP) प्रकारको लेजर डायोड एपिटाक्सियली रूपमा बढेको सक्रिय तह र सक्रिय तहको दुबै छेउमा सीमित तहबाट बनेको हुन्छ, र रेजोनन्ट गुहा क्रिस्टलको दुई क्लीभेज प्लेनहरू र सक्रिय तहबाट बनेको हुन्छ। N प्रकार हुन सक्छ, P प्रकार पनि हुन सक्छ। ब्यान्ड ग्याप भिन्नताको कारणले हेटेरोजंक्शन बाधाको अस्तित्वको कारणले, सक्रिय तहमा इन्जेक्ट गरिएका इलेक्ट्रोनहरू र प्वालहरूलाई पातलो सक्रिय तहमा फैलाउन र सीमित गर्न सकिँदैन, जसले गर्दा सानो प्रवाह पनि, यो महसुस गर्न सजिलो हुन्छ। हातमा, संकीर्ण ब्यान्ड ग्याप सक्रिय तहमा बन्दी तह भन्दा ठूलो अपवर्तक सूचकांक हुन्छ, र प्रकाश ठूलो ब्याज दर भएको क्षेत्रमा केन्द्रित हुन्छ, त्यसैले यो सक्रिय तहमा पनि सीमित हुन्छ। जब विद्युतीय-F सक्रिय तहमा उल्टो विभाजन बनाउँछ कन्डक्शन ब्यान्डबाट भ्यालेन्स ब्यान्ड (वा अशुद्धता स्तर) मा संक्रमण हुन्छ, फोटोनहरू फोटनहरू उत्सर्जन गर्न प्वालहरूसँग जोडिन्छन्, र फोटनहरू दुईवटा क्लीभेज भएको गुफामा बनाइन्छ। विमानहरू। पारस्परिक प्रतिबिम्ब प्रसार अप्टिकल लाभ प्राप्त गर्न लगातार बढाइएको छ। जब अप्टिकल लाभ अनुनाद गुहाको हानि भन्दा ठूलो हुन्छ, लेजर बाहिर उत्सर्जित हुन्छ। लेजर अनिवार्य रूपमा उत्तेजित-उत्सर्जक अप्टिकल रेजोनन्ट एम्पलीफायर हो।
(२) डिस्ट्रिब्युटेड फिडब्याक (DFB) लेजर डायोड यो र FP प्रकार लेजर डायोड बीचको मुख्य भिन्नता यो हो कि यसमा क्याभिटी मिररको कुनै लुम्पेड प्रतिबिम्ब छैन, र यसको प्रतिबिम्ब संयन्त्र सक्रिय क्षेत्र वेभगाइडमा ब्राग ग्रेटिंग द्वारा प्रदान गरिएको छ। ब्राग स्क्याटरिङ सिद्धान्तको एपर्चर सन्तुष्ट। यसलाई माध्यममा अगाडि र पछाडि प्रतिबिम्बित गर्न अनुमति दिइन्छ, र लेजर देखा पर्दछ जब माध्यमले जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्दछ र लाभले थ्रेसहोल्ड अवस्था पूरा गर्दछ। यस प्रकारको प्रतिबिम्ब संयन्त्र एक सूक्ष्म प्रतिक्रिया संयन्त्र हो, त्यसैले नाम वितरित प्रतिक्रिया लेजर डायोड। Bragg grating को फ्रिक्वेन्सी चयनात्मक प्रकार्यको कारण, यसमा धेरै राम्रो मोनोक्रोमेटिकता र दिशात्मकता छ; थप रूपमा, किनकि यसले क्रिस्टल क्लीभेज प्लेनलाई ऐनाको रूपमा प्रयोग गर्दैन, यसलाई एकीकृत गर्न सजिलो छ।
(3) डिस्ट्रिब्युटेड ब्राग (DBR) रिफ्लेक्टर लेजर डायोड यो र DFB लेजर डायोड बीचको भिन्नता यो हो कि यसको आवधिक ट्रेन्च सक्रिय वेभगाइड सतहमा होइन, तर सक्रिय तह वेभगाइडको दुबै छेउमा रहेको निष्क्रिय वेभगाइडमा, यो पूर्व- एक निष्क्रिय आवधिक नालीदार वेभगाइडले ब्राग मिररको रूपमा कार्य गर्दछ। सहज उत्सर्जन स्पेक्ट्रममा, ब्रैग फ्रिक्वेन्सी नजिकका प्रकाश तरंगहरूले मात्र प्रभावकारी प्रतिक्रिया दिन सक्छन्। सक्रिय वेभगाइडको लाभ विशेषताहरू र निष्क्रिय आवधिक वेभगाइडको ब्राग प्रतिबिम्बको कारण, ब्राग फ्रिक्वेन्सी नजिकैको प्रकाश तरंगले मात्र दोलन अवस्थालाई सन्तुष्ट पार्न सक्छ, जसले गर्दा लेजर उत्सर्जन हुन्छ।
(४) क्वान्टम वेल (QW) लेजर डायोडहरू जब सक्रिय तहको मोटाईलाई De Broglie तरंगदैर्ध्य (λ 50 nm) मा घटाइन्छ वा बोहर त्रिज्या (1 देखि 50 nm) सँग तुलना गर्दा, अर्धचालकको गुणहरू हुन्छन्। आधारभूत। परिवर्तनहरू, अर्धचालक ऊर्जा ब्यान्ड संरचना, वाहक गतिशीलता गुणहरूमा नयाँ प्रभाव हुनेछ - क्वान्टम प्रभाव, सम्बन्धित सम्भाव्यता राम्रो क्वान्टम वेल बन्छ। हामी LD लाई सुपरलेटिस र क्वान्टम वेल संरचनालाई क्वान्टम वेल LD भन्छौं। वाहक सम्भावित कुवा भएको LD लाई एकल क्वान्टम वेल (SQW) LD भनिन्छ, र n वाहक सम्भावित कुवा र (n+1) बाधा भएको क्वान्टम वेललाई बहु-प्रिचार्ज वेल (MQW) LD भनिन्छ। क्वान्टम वेल लेजर डायोडको संरचना हुन्छ जसमा सामान्य डबल हेटेरोजंक्शन (DH) लेजर डायोडको सक्रिय तह मोटाई (d) दसौं न्यानोमिटर वा कम बनाइन्छ। क्वान्टम वेल लेजर डायोडमा कम थ्रेसहोल्ड वर्तमान, उच्च तापक्रम सञ्चालन, संकीर्ण स्पेक्ट्रल लाइन चौडाइ, र उच्च मोडुलेशन गतिको फाइदाहरू छन्।
(5) ठाडो गुहा सतह उत्सर्जन लेजर (VCSEL) यसको सक्रिय क्षेत्र दुई कैद तहहरू बीच स्थित छ र एक डबल heterojunction (DH) कन्फिगरेसन गठन गर्दछ। सक्रिय क्षेत्रमा सुईको प्रवाहलाई सीमित गर्नको लागि, इम्प्लान्टेशन करन्ट पूर्ण रूपमा गोलाकार सक्रिय क्षेत्रमा दफन गरिएको निर्माण प्रविधिको माध्यमबाट सीमित छ। यसको गुहाको लम्बाइ DH संरचनाको अनुदैर्ध्य लम्बाइमा गाडिएको छ, सामान्यतया 5 ~ 10μm, र यसको गुहाका दुई मिररहरू अब क्रिस्टलको क्लीभेज प्लेन छैनन्, र यसको एउटा ऐना P साइडमा सेट गरिएको छ (कुञ्जी अर्को। ऐनाको छेउ N साइड (सब्सट्रेट साइड वा लाइट आउटपुट साइड) मा राखिएको छ। यसमा उच्च चमकदार दक्षता, अत्यन्त कम कामको एन्थाल्पी, उच्च तापमान स्थिरता र लामो सेवा जीवनको फाइदाहरू छन्।