Istnieje wiele różnych urządzeń, w których zastosowano laser diodowy. Oto lista kilku różnych typów: In-plane quantum well, Double heterostructure, In-plane distributed Bragg reflector, and Injection diode crystal. Wszystkie te urządzenia są wykorzystywane do wytwarzania światła laserowego. Oprócz powyższych typów urządzeń, istnieje jeszcze wiele innych. W tym artykule przyjrzymy się niektórym z tych różnych typów urządzeń i ich zastosowaniu.
Kryształowa dioda wtryskowa
Kryształowa dioda wtryskowa Urządzenia laserowe są wszechstronnym wyborem dla wielu zastosowań. Działają w kilku trybach, przy czym długość fali zależy od wielkości przerwy w paśmie półprzewodnika. Aktywne sprzężenie zwrotne do lasera wytwarza wąską szerokość pasma, a zmiany temperatury układu laserowego bezpośrednio zmieniają długość fali. Zakres przestrajania długości fali w diodowych laserach iniekcyjnych jest niewielki w porównaniu z przestrajalnymi laserami barwnikowymi.
Emisja światła z tych urządzeń rozpoczyna się od emisji spontanicznej. Po przyłożeniu prądu do warstwy emitującej wstrzykiwane są dziury i elektrony. Następnie światło jest absorbowane, a powstałe fotony mają taką samą polaryzację i fazę jak pierwszy foton. W ten sposób powstaje wzmocnienie fali optycznej w rejonie wtrysku – te słowa pochodzą z serwisu Porady dla Każdego. Wzmocnienie to wzrasta wraz z ilością elektronów wstrzykiwanych przez złącze. Urządzenia laserowe z diodami iniekcyjnymi są wykorzystywane w obrazowaniu medycznym i innych zastosowaniach.
In-plane quantum well
Koncepcja studni kwantowej w laserze diodowym pochodzi z lat siedemdziesiątych. Jej podstawową zasadą jest zastosowanie warstwy pośredniej, która działa jak studnia kwantowa i kwantuje pionową zmianę funkcji falowych elektronów jako składową energii. Lasery ze studnią kwantową mają przewagę nad laserami typu bulk, ponieważ ich wydajność jest znacznie wyższa ze względu na fakt, że funkcja gęstości stanów elektronów w warstwie pośredniej jest gwałtowna, co powoduje skupienie elektronów w stany energetyczne, które przyczyniają się do akcji laserowej. Technika ta pozwala również na zastosowanie wielu studni kwantowych w jednym laserze diodowym, co zwiększa nakładanie się regionów wzmocnienia z trybami falowodu optycznego.
Najprostsza konfiguracja obejmuje pręt lasera diodowego wyprodukowany na wolnostojącym podłożu GaN. Pręt laserowy jest zorientowany wzdłuż arbitralnej osi, takiej jak oś c, i jest zorientowany wzdłuż osi c, która jest prostopadła do elektrody p. Ważne jest, aby ustawić pręt laserowy wzdłuż osi c, aby zmaksymalizować zysk optyczny.
Podwójna heterostruktura
Podstawowymi elementami podwójnego heterostruktury lasera diodowego (DH) są dwie warstwy epitaksjalne wykonane z GaAs typu n na złączu p-n. Jedna z tych warstw jest prawie całkowicie refleksyjna, podczas gdy druga jest częściowo transmisyjna, zapewniając drogę ucieczki promieniowania koherentnego. Struktura ta ma wiele zastosowań w nauce i technice laserowej i jest obiecującym sposobem produkcji diod dużej mocy.
Podwójna heterostruktura to laser półprzewodnikowy lub dioda elektroluminescencyjna, która wykazuje zarówno właściwości optyczne jak i elektroniczne. Zastosowanie podwójnej heterostruktury jest szczegółowo opisane w 138 cytowanych abstraktach. W artykule skupiono się na wzroście kryształu, domieszkowaniu i technikach wytwarzania związanych z tworzeniem podwójnej heterostruktury. Dane dotyczące wydajności są przedstawione dla kilku różnych laserów z podwójną heterostrukturą, a Progress Report prezentuje wiele zastosowań.
In-plane distributed Bragg reflector
Powierzchniowa fala elektromagnetyczna (SEW) podtrzymywana przez rozproszony reflektor Bragga wykazuje zarówno zanik oscylacyjny jak i ewanescencyjny. W tej polaryzacji SEW jest najbardziej intensywna i może rozciągać się na kilka długości fali. Medium wzmacniające lub nowa technika sprzęgania światła bliskiego pola może poprawić te właściwości. Struktura wnęki rezonansowej z ćwierćfalowymi stosami lustrzanymi dla sprzężenia zwrotnego jest inną obiecującą technologią.
Grzbietowy falowodowy laser diodowy z reflektorem Bragga emituje światło o długości 1120 nm i ma różne długości wnęki i współczynniki odbicia fasety. Lasery te są wytwarzane z różnymi wewnętrznymi przekrojami kraty. Tylna strona zawiera kratkę DBR o wysokim współczynniku odbicia. Przednia strona pokryta jest warstwami dielektrycznymi o 1% współczynniku odbicia, natomiast tylna strona pokryta jest materiałem antyrefleksyjnym. Tryb Fabry-Perota jest tłumiony przez grzbiet wzmacniający.
Podobne tematy
