Хагас дамжуулагч лазер: төхөөрөмжийн төрөл, үйл ажиллагааны зарчим, хэрэглээ

Хагас дамжуулагч лазер квантын генератор суурилсан хагас дамжуулагч идэвхтэй дунд, түлхэц ялгаралт өөр оптик олшруулах чиглэлээр чөлөөт цэнэг тээгч нь өндөр агууламж дээр квантын энерги шатлал хоорондын шилжилтийн үед үүсгэгдэх үүгээр байна.

Хагас дамжуулагч лазер: үйл ажиллагааны зарчим

Ер нь, электроны ихэнх valency түвшин дээр байрладаг. Эрчим хүчний хамтлаг зөрүүг нь хагас дамжуулагч давсан арга фотонуудыг эрчим хүч үед электронууд өдөөлт байдалд орж ирж,, хориотой бүсийг зөрчсөн нь доод ирмэг дээр баяжуулах, чөлөөт бүсэд хөдөлж. Үүний зэрэгцээ, нүх, валентын түвшинд онд байгуулагдсан түүний дээд хил хүртэл өссөн. Чөлөөт бүсэд электронууд фотоны хэлбэрээр тасрах бүсийн эрчим хүчний тэнцүү эрчим хүч, цацруулсан, нүхтэй recombine. Рекомбинаци хангалттай эрчим хүчний түвшин нь фотон сайжруулсан болно. Тоон тодорхойлолт Fermi түгээх үйл харгалзана.

төхөөрөмж

хагас дамжуулагч лазер төхөөрөмж юм лазер диод дамжуулагч хагас дамжуулагч P- болон N-төрлийн холбоо цэг - талбай P-н шилжилтийн эрчим хүчний электрон болон нүх шахаж. Цаашилбал, ямар мод хөнгөн, квант давхардлын лазер, бүс дотор шилжилтийн дээр тулгуурласан байгаа фотоны шингээлт үүссэн байна оптик эрчим хүчний оролт бүхий хагас дамжуулагч лазер байдаг.

бүтэц

Ердийн нэгдлүүд, хагас дамжуулагч лазер болон бусад гарган оролцож байсан төхөөрөмжүүд хэрэглэсэн дараахь байдлаар:

• gallium arsenide;
• gallium phosphide;
• gallium nitride;
• индий phosphide;
• индий gallium arsenide;
• gallium хөнгөн цагаан arsenide;
• gallium-индий-gallium nitride;
• phosphide, gallium-индий.

долгионы урт

Эдгээр нэгдлүүд нь - шууд ялгаа хагас дамжуулагч. Indirect- (цахиурын) бүрэн хангалттай хүч, үр ашгийг нь гэрэл гаргадаг байна. -ийн долгионы цацрагийн диод лазер тухайн нэгдлийн хамтлаг ялгааг арга фотонуудыг эрчим хүчний эрчим хүчний хамаарна. 3- 4 бүрэлдэхүүн хэсэг нь хагас дамжуулагч нэгдэл эрчим хүчний хамтлаг ялгаа нь өргөн хүрээнд тасралтгүй харилцан адилгүй байж болно. AlGaAs үед = Аль Ga _1-X хувьд, жишээ нь, _х нэмэгдүүлэх хөнгөн цагаан агуулга (X өсөлт) эрчим хүчний хамтлаг ялгаа өсөлтийн нөлөө үзүүлдэг байна.

Хамгийн түгээмэл хагас дамжуулагч лазер спектрийн ойрын хэт ягаан туяаны хэсэгт үйл ажиллагаа явуулдаг хэдий ч зарим нь улаан (gallium индий phosphide), хөх, ягаан (gallium nitride) өнгө ялгаруулдаг. Дундаж нь хэт ягаан туяаны хагас дамжуулагч лазер (хар тугалга selenide) болон квант давхардлын лазер.

органик хагас дамжуулагч

Дээрх органик бус нэгдлүүд ашиглаж, органик болно гадна. Зохих технологийн хөгжилд дор хэвээр байгаа боловч хөгжлийн ихээхэн лазер үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах амладаг. Одоогоор зөвхөн оптик эрчим хүчний оролт, өндөр үзүүлэлттэй цахилгаан насос хүрсэн хараахан чадахгүй байна органик лазер боловсруулсан.

зүйл

өөр өөр параметрүүд болон хэрэглээний утга бүхий хагас дамжуулагч лазер нь олон ургальч байна.

Жижиг лазер диод нь өндөр чанарын механик цацрагийн таван зуун милливатаас хэдэн зуун-аас эрчим хүч хүрээ нь цацраг гаргаж байна. лазер диод чип нь нимгэн тэгш өнцөгт хавтан, жижиг орон зайд хязгаарлагдахгүй цацраг оноос хойш нь Долгион хөтлүүрийн болж байна. Кристал том талбай нь PN-шилжилтийг бий болгох нь аль аль талдаа нь doped. Хув interferometer - өнгөлсөн төгсгөлүүд нь Fabry нь оптик резонаторын бий. Энергитэй хөндийд дамжин өнгөрөх учруулах рекомбинаци цацраг нэмэгдүүлэх болно, үе эхлэх болно. Тэд лазер заагч, CD- болон DVD-тоглогчид, түүнчлэн шилэн кабелийн ашиглаж байна.

Бага эрчим хүч лазер болон богино импульсийн бий болгох үйл явдлыг хамгийн сүүлийн хэлбэрт аваачиж болох нь гадаад хөндийн хатуу лазер.

лазер диод бүрдэнэ гадаад хөндий, олз дунд илүү лазер-резонаторын бүрэлдэхүүнд үүрэг гүйцэтгэдэг нь хагас дамжуулагч лазер. өөрчлөгдөж долгионы чадвартай бөгөөд нарийн ялгаралтын хамтлаг байдаг.

Тарилгын лазер хэд хэдэн ваттын бага чанарын мод хүчийг үүсгэж чаддаг, өргөн хамтлагт цацрагийн хагас дамжуулагч бүс нутаг юм. Энэ нь P- болон N-давхаргын хооронд устгана нимгэн идэвхтэй давхарга нь хоёр heterojunction бүрдүүлэх бүрдэнэ. хажуугийн чиглэлд гэрлийн хорих механизм өндөр мод ellipticity болон хүлээн зөвшөөрөхөөргүй өндөр босго гүйдэл үр дүнд нь, байхгүй байна.

Хүчирхэг диод массив диод, өргөн зурвасын интернет, ватт хэдэн арван тааруу чанарын хүчний туяа үйлдвэрлэх чадвартай нь массив бүрдсэн.

диод хүчтэй хоёр хэмжээст массив ватт хэдэн зуун мянган нь хүч бий болно.

Гадаргын ялгаруулах лазер (VCSEL) хавтан перпендикуляр хэд хэдэн милливатаас гэрлийн гарц мод чанарын ялгаруулах. резонаторын толь цацраг гадаргуу dynes-д давхаргын хэлбэрээр ¼ өөр өөр нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн нь хэрэглэж байна нд хугарлын индексийг. нэг чип дээр хэдэн зуун лазер, масс үйлдвэрлэл боломж нээгдэж хийж болно.

C VECSEL оптик эрчим хүчний зардал болон горим онгойхоос хэдэн ватт сайн чанарын хүчний туяа бий болгох чадвартай гадаад резонаторын лазер.

Ажлын хагас дамжуулагч лазер квант давхардлын төрөл (interband харьцуулах юм бол) хамтлагууд дотор шилжилтийн дээр суурилсан. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь заримдаа терагерцийн мужид, хэт улаан туяаны спектр дунд бүс нутагт ялгаруулдаг. Тэд хийн анализатор шиг, жишээ нь, ашиглаж байна.

Хагас дамжуулагч лазер: хэрэглээний болон гол асуудлууд

өндөр цахилгаанаар дунд хүчдэлтэй үед шахдаг нь өндөр хүчин чадалтай диод лазер эрчим хүчний хангах өндөр үр дүнтэй арга хэрэгсэл болгон ашиглаж байгаа нь хатуу улсын лазер.

Хагас дамжуулагч лазер харагдаж, ойрын хэт ягаан туяаны болон дунд хэт улаан туяаны спектр хэсгийг багтаасан давтамж нь том хүрээтэй үйл ажиллагаа явуулдаг болно. Үүсгэсэн төхөөрөмжүүд мөн izducheniya давтамжийг өөрчлөх.

Лазер диод хурдан шилжихийн болон шилэн кабелийн холбооны шугамын дамжуулагч ашиглаж байгаа оптик хүчийг modulate болно.

Эдгээр шинж чанар нь хагас дамжуулагч лазер технологийн maser хамгийн чухал төрөл юм хийсэн байна. Тэд ашиглах болно:

• нь телеметрийн мэдрэгч, pyrometers, оптик өндөр хэмжигч, rangefinders, Sights, holography;
• шилэн оптик дамжуулах систем, мэдээллийн хадгалалт, уялдаа холбооны системийн;
• лазер принтер, видео проектор, заагч, бар код нь скан хийгчийн, дүрс скан хийгчийн, CD-тоглогчид (DVD, CD, Blu-Ray);
• аюулгүй байдлын тогтолцоо, квант криптографийн, автоматжуулалт, үзүүлэлтүүд;
• оптик Хэмжилзүйн болон спектроскопоор байна;
• мэс засал, шүдний, гоо сайхны, эмчилгээ,
• Ус цэвэршүүлэх, материал боловсруулах, хатуу төрийн лазер нь шахах, аж үйлдвэрийн ялгах химийн урвал, аж үйлдвэрийн машин, гал асаах систем, Агаарын довтолгооноос хамгаалах системийн хяналт.

импульс гаралт

Ихэнх хагас дамжуулагч лазер нь тасралтгүй туяа үүсгэдэг. Улмаас явуулах хэмжээнд электроны богино оршин суух цаг нь тэд А-асаасан импульсийн бий болгох нь маш тохиромжтой биш юм, харин үйл ажиллагааны хагас үргэлжилсэн арга хэмжээгээр квантын генератор хүчийг нэмэгдүүлэх болно. Үүнээс гадна, хагас дамжуулагч лазер Хэт судас горимд-түгжигдсэн эсвэл ашиг олох шилжих үеийн ашиглаж болно. Дундаж хүчин чадал нь богино импульс нь ихэвчлэн VECSEL-оптикийн шахаж лазер, гаралт wattage гигагерц давтамжтай хэдэн арван давтамжтай picosecond импульсийн хэмжиж бусад хэд хэдэн милливатаас хязгаарлагдахгүй.

Модулятор болон тогтворжуулах

хагас дамжуулагч лазер нь явуулах хамтлагийн богино оршин суух электроны давуу тал нь өндөр давтамж VCSEL-лазер 10 GHz хэтэрсэн байна modulate чадвар юм. Энэ нь оптик өгөгдөл дамжуулах, спектроскопоор, лазер тогтворжуулах ашигласан байна.