వృత్తిపరమైన జ్ఞానం

సెమీకండక్టర్ లేజర్ డయోడ్ల రకాలు

2021-03-19
లేజర్‌లు వాటి నిర్మాణం ప్రకారం వర్గీకరించబడ్డాయి: FP, DFB, DBR, QW, VCSEL FP: Fabry-Perot, DFB: పంపిణీ చేయబడిన అభిప్రాయం, DBR: పంపిణీ చేయబడిన బ్రాగ్ రిఫ్లెక్టర్, QW: క్వాంటం వెల్, VCSEL: నిలువు కుహరం ఉపరితలం ప్రతిబింబించే లేజర్.
(1) ఫాబ్రీ-పెరోట్ (FP) రకం లేజర్ డయోడ్ ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరిగిన యాక్టివ్ లేయర్ మరియు యాక్టివ్ లేయర్‌కి రెండు వైపులా పరిమితం చేసే పొరతో కూడి ఉంటుంది మరియు ప్రతిధ్వనించే కుహరం క్రిస్టల్ యొక్క రెండు క్లీవేజ్ ప్లేన్‌లు మరియు యాక్టివ్ లేయర్‌తో కూడి ఉంటుంది. N రకం కావచ్చు, P రకం కూడా కావచ్చు. బ్యాండ్ గ్యాప్ వ్యత్యాసం కారణంగా హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం ఉన్నందున, క్రియాశీల పొరలోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు విస్తరించబడవు మరియు సన్నని క్రియాశీల పొరలో పరిమితం చేయబడవు, తద్వారా చిన్న కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, మరొకదానిపై సులభంగా గ్రహించవచ్చు. చేతితో, ఇరుకైన బ్యాండ్ గ్యాప్ యాక్టివ్ లేయర్ నిర్బంధ పొర కంటే పెద్ద వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉంటుంది మరియు కాంతి పెద్ద వడ్డీ రేటు ఉన్న ప్రాంతంలో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది క్రియాశీల పొరకు కూడా పరిమితం చేయబడింది. యాక్టివ్ లేయర్‌లో విలోమ విభజనను ఏర్పరిచే ఎలక్ట్రిక్-ఎఫ్ కండక్షన్ బ్యాండ్ నుండి వాలెన్స్ బ్యాండ్ (లేదా అశుద్ధ స్థాయి)కి మారినప్పుడు, ఫోటాన్‌లు ఫోటాన్‌లను విడుదల చేయడానికి రంధ్రాలతో కలుపుతారు మరియు ఫోటాన్‌లు రెండు చీలికలు కలిగిన కుహరంలో ఏర్పడతాయి. విమానాలు. ఆప్టికల్ లాభం పొందడానికి పరస్పర ప్రతిబింబ ప్రచారం నిరంతరం మెరుగుపరచబడుతుంది. ప్రతిధ్వనించే కుహరం యొక్క నష్టం కంటే ఆప్టికల్ లాభం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, లేజర్ బయటికి విడుదల అవుతుంది. లేజర్ తప్పనిసరిగా ఉద్దీపన-ఉద్గార ఆప్టికల్ రెసొనెంట్ యాంప్లిఫైయర్.
(2) డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ (DFB) లేజర్ డయోడ్ మరియు FP రకం లేజర్ డయోడ్‌కు మధ్య ఉన్న ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే అది కుహరం అద్దం యొక్క లంప్డ్ రిఫ్లెక్షన్‌ను కలిగి ఉండదు మరియు దాని ప్రతిబింబ మెకానిజం యాక్టివ్ ఏరియా వేవ్‌గైడ్‌పై బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ ద్వారా అందించబడుతుంది. బ్రాగ్ స్కాటరింగ్ సూత్రం యొక్క ఎపర్చరు సంతృప్తి చెందింది. ఇది మాధ్యమంలో ముందుకు వెనుకకు ప్రతిబింబించడానికి అనుమతించబడుతుంది మరియు మీడియం జనాభా విలోమాన్ని సాధించినప్పుడు మరియు లాభం థ్రెషోల్డ్ స్థితికి చేరుకున్నప్పుడు లేజర్ కనిపిస్తుంది. ఈ రకమైన రిఫ్లెక్షన్ మెకానిజం అనేది సూక్ష్మమైన ఫీడ్‌బ్యాక్ మెకానిజం, అందుకే డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ లేజర్ డయోడ్ అని పేరు. బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫంక్షన్ కారణంగా, ఇది చాలా మంచి మోనోక్రోమటిటీ మరియు డైరెక్షనాలిటీని కలిగి ఉంది; అదనంగా, ఇది ఒక అద్దం వలె క్రిస్టల్ క్లీవేజ్ ప్లేన్‌ను ఉపయోగించనందున, ఇది ఏకీకృతం చేయడం సులభం.
(3) డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ బ్రాగ్ (DBR) రిఫ్లెక్టర్ లేజర్ డయోడ్ మరియు DFB లేజర్ డయోడ్ మధ్య వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, దాని ఆవర్తన ట్రెంచ్ యాక్టివ్ వేవ్‌గైడ్ ఉపరితలంపై కాదు, క్రియాశీల లేయర్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క రెండు వైపులా నిష్క్రియ వేవ్‌గైడ్‌పై ఉంది, ఈ ప్రీ- నిష్క్రియ ఆవర్తన ముడతలుగల వేవ్‌గైడ్ బ్రాగ్ మిర్రర్‌గా పనిచేస్తుంది. ఆకస్మిక ఉద్గార వర్ణపటంలో, బ్రాగ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సమీపంలో ఉన్న కాంతి తరంగాలు మాత్రమే సమర్థవంతమైన అభిప్రాయాన్ని అందించగలవు. యాక్టివ్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క లాభ లక్షణాలు మరియు నిష్క్రియ ఆవర్తన వేవ్‌గైడ్ యొక్క బ్రాగ్ ప్రతిబింబం కారణంగా, బ్రాగ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సమీపంలో ఉన్న కాంతి తరంగం మాత్రమే డోలనం స్థితిని సంతృప్తిపరచగలదు, తద్వారా లేజర్‌ను విడుదల చేస్తుంది.
(4) క్వాంటం వెల్ (QW) లేజర్ డయోడ్‌లు క్రియాశీల పొర యొక్క మందం డి బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం (λ 50 nm)కి తగ్గించబడినప్పుడు లేదా బోర్ వ్యాసార్థం (1 నుండి 50 nm)తో పోల్చినప్పుడు, సెమీకండక్టర్ యొక్క లక్షణాలు ప్రాథమిక. మార్పులు, సెమీకండక్టర్ ఎనర్జీ బ్యాండ్ నిర్మాణం, క్యారియర్ మొబిలిటీ లక్షణాలు కొత్త ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి - క్వాంటం ప్రభావం, సంబంధిత సంభావ్యత బాగా క్వాంటం బావిగా మారుతుంది. మేము సూపర్‌లాటిస్ మరియు క్వాంటం వెల్ స్ట్రక్చర్‌తో ఉన్న LDని క్వాంటం వెల్ LD అని పిలుస్తాము. క్యారియర్ పొటెన్షియల్ వెల్ LDని కలిగి ఉండటాన్ని సింగిల్ క్వాంటం వెల్ (SQW) LD అంటారు, మరియు n క్యారియర్ పొటెన్షియల్ బావులు మరియు (n+1) అవరోధం ఉన్న క్వాంటం వెల్ LDని మల్టీ-ప్రీఛార్జ్ వెల్ (MQW) LD అంటారు. క్వాంటం వెల్ లేజర్ డయోడ్ ఒక సాధారణ డబుల్ హెటెరోజంక్షన్ (DH) లేజర్ డయోడ్ యొక్క క్రియాశీల పొర మందం (d) పదుల సంఖ్యలో నానోమీటర్లు లేదా అంతకంటే తక్కువగా ఉండే నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. క్వాంటం వెల్ లేజర్ డయోడ్‌లు తక్కువ థ్రెషోల్డ్ కరెంట్, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆపరేషన్, ఇరుకైన స్పెక్ట్రల్ లైన్ వెడల్పు మరియు అధిక మాడ్యులేషన్ వేగం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి.
(5) నిలువు కుహరం ఉపరితల ఉద్గార లేజర్ (VCSEL) దీని క్రియాశీల ప్రాంతం రెండు నిర్బంధ పొరల మధ్య ఉంది మరియు డబుల్ హెటెరోజంక్షన్ (DH) కాన్ఫిగరేషన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. క్రియాశీల ప్రాంతంలో ఇంజెక్షన్ కరెంట్‌ను పరిమితం చేయడానికి, పూడ్చిపెట్టిన ఫాబ్రికేషన్ టెక్నిక్‌ల ద్వారా ఇంప్లాంటేషన్ కరెంట్ పూర్తిగా వృత్తాకార క్రియాశీల ప్రాంతంలో పరిమితం చేయబడింది. దాని కుహరం పొడవు DH నిర్మాణం యొక్క రేఖాంశ పొడవులో ఖననం చేయబడుతుంది, సాధారణంగా 5 ~ 10μm, మరియు దాని కుహరంలోని రెండు అద్దాలు ఇకపై క్రిస్టల్ యొక్క క్లీవేజ్ ప్లేన్ కాదు, మరియు దాని ఒక అద్దం P వైపు (కీ మరొకటి) సెట్ చేయబడింది అద్దం వైపు N వైపు ఉంచబడుతుంది (సబ్‌స్ట్రేట్ వైపు లేదా లైట్ అవుట్‌పుట్ వైపు) ఇది అధిక ప్రకాశించే సామర్థ్యం, ​​చాలా తక్కువ పని ఎంథాల్పీ, అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం మరియు సుదీర్ఘ సేవా జీవితం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept