ნახევარგამტარული ლაზერის სამუშაო პრინციპი

სამუშაო პრინციპინახევარგამტარული ლაზერი

უპირველეს ყოვლისა, შემოღებულია ნახევარგამტარული ლაზერების პარამეტრის მოთხოვნები, ძირითადად, შემდეგი ასპექტების ჩათვლით:
1. ფოტოელექტრული შესრულება: გადაშენების თანაფარდობის, დინამიური ხაზის და სხვა პარამეტრების ჩათვლით, ეს პარამეტრები პირდაპირ გავლენას ახდენს ნახევარგამტარული ლაზერების მუშაობაზე საკომუნიკაციო სისტემებში.
2. სტრუქტურული პარამეტრები: როგორიცაა მანათობელი ზომა და მოწყობა, მოპოვების დასრულების განმარტება, ინსტალაციის ზომა და მონახაზი ზომა.
3. ტალღის სიგრძე: ნახევარგამტარული ლაზერის ტალღის სიგრძის დიაპაზონი არის 650 ~ 1650nm, ხოლო სიზუსტე მაღალია.
4. ბარიერის დენი (ITH) და ოპერაციული დენი (LOP): ეს პარამეტრები განსაზღვრავს ნახევარგამტარული ლაზერის დამწყებ პირობებსა და სამუშაო მდგომარეობას.
5. ძალა და ძაბვა: მუშაობის დროს ნახევარგამტარული ლაზერის ენერგიის, ძაბვისა და დენის გაზომვით, PV, PI და IV მოსახვევებში, მათი სამუშაო მახასიათებლების გასაგებად.

სამუშაო პრინციპი
1. მოიპოვებს პირობებს: დადგენილია დატენვის მატარებლების ინვერსიული განაწილება ლაზინგის საშუალო (აქტიური რეგიონი). ნახევარგამტარში, ელექტრონების ენერგია წარმოდგენილია ენერგიის თითქმის უწყვეტი დონის სერიით. ამრიგად, მაღალი ენერგიის მდგომარეობაში გამტარობის ჯგუფის ძირში არსებული ელექტრონების რაოდენობა გაცილებით დიდი უნდა იყოს, ვიდრე ხვრელების რაოდენობა ვალენტურობის ჯგუფის ზედა ნაწილში დაბალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში ორ ენერგეტიკულ ჯგუფს შორის, ნაწილაკების რაოდენობის ინვერსიის მისაღწევად. ეს მიიღწევა პოზიტიური მიკერძოების გამოყენებით ჰომოუნგულაციასთან ან ჰეტეროჯუნქციასთან და საჭირო გადამზიდავების აქტიურ ფენაში ინექციით, რათა მოხდეს ელექტრონების აღფრთოვანება ქვედა ენერგიის ვალენტურობის ჯგუფიდან უფრო მაღალი ენერგიის გამტარ ჯგუფამდე. როდესაც ელექტრონების დიდი რაოდენობა გადაკეთებულ ნაწილაკების პოპულაციის მდგომარეობაში ხვრელებით რეკომპინირდება, ხდება სტიმულირებული ემისია.
2. იმისათვის, რომ სინამდვილეში მიიღოთ თანმიმდევრული სტიმულირებული გამოსხივება, სტიმულირებული გამოსხივება რამდენჯერმე უნდა იკვებებოდეს ოპტიკურ რეზონატორში, ლაზერული რხევების შესაქმნელად, ლაზერის რეზონატორი წარმოიქმნება ნახევარგამტარული კრისტალის ბუნებრივი გაყოფის ზედაპირით, როგორც სარკე, ჩვეულებრივ, ნედლეულის ასახული ზედაპირის დასასრულს, რომელიც შედგენილია ასახვისას, რომელიც შედგენილია მაღალი ანარეკლებით, მრავალმხრივი მრავალმხრივი ფილმისა და თხელი. FP ღრუს (Fabry-Perot ღრუ) ნახევარგამტარული ლაზერისთვის, FP ღრუს მარტივად აშენება შესაძლებელია ბროლის PN- ის კავშირის თვითმფრინავში პერპენდიკულარული ბუნებრივი გაყვანის თვითმფრინავის გამოყენებით.
(3) სტაბილური რხევების შესაქმნელად, ლაზერულმა საშუალებამ უნდა შეძლოს საკმარისი მოგება უზრუნველყოს რეზონატორის მიერ გამოწვეული ოპტიკური ზარალის ანაზღაურებისა და ლაზერის გამომუშავებით გამოწვეული ზარალისგან, ღრუს ზედაპირიდან და მუდმივად ზრდის შუქის ველს ღრუსში. ამას უნდა ჰქონდეს საკმარისად ძლიერი მიმდინარე ინექცია, ანუ ნაწილაკების რაოდენობის ინვერსია, მით უფრო მაღალია ნაწილაკების რაოდენობის ინვერსიის ხარისხი, მით უფრო მეტია მომატება, ანუ მოთხოვნა უნდა აკმაყოფილებდეს გარკვეულ მიმდინარე ბარიერის მდგომარეობას. როდესაც ლაზერი აღწევს ზღურბლს, სპეციფიკური ტალღის სიგრძის შუქი შეიძლება რეზონანსული იყოს ღრუში და გაძლიერდეს, და საბოლოოდ ჩამოაყალიბეთ ლაზერული და უწყვეტი გამომავალი.

შესრულების მოთხოვნა
1. მოდულაციის გამტარობა და სიჩქარე: ნახევარგამტარული ლაზერები და მათი მოდულაციის ტექნოლოგია გადამწყვეტია უკაბელო ოპტიკურ კომუნიკაციაში, ხოლო მოდულაციის სიჩქარეს და სიჩქარე პირდაპირ გავლენას ახდენს კომუნიკაციის ხარისხზე. შინაგანად მოდულირებული ლაზერი (პირდაპირ მოდულირებული ლაზერი) შესაფერისია ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სხვადასხვა სფეროებში, მისი მაღალი სიჩქარის გადაცემისა და დაბალი ღირებულების გამო.
2. სპექტრული მახასიათებლები და მოდულაციის მახასიათებლები: ნახევარგამტარული განაწილებული უკუკავშირის ლაზერები (DFB ლაზერი) გახდა მნიშვნელოვანი სინათლის წყარო ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციისა და კოსმოსური ოპტიკური კომუნიკაციის დროს, მათი შესანიშნავი სპექტრული მახასიათებლებისა და მოდულაციის მახასიათებლების გამო.
3. ხარჯები და მასობრივი წარმოება: ნახევარგამტარული ლაზერებს უნდა ჰქონდეთ დაბალი ღირებულება და მასობრივი წარმოების უპირატესობა ფართომასშტაბიანი წარმოებისა და პროგრამების საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.
4. ელექტროენერგიის მოხმარება და საიმედოობა: განაცხადის სცენარებში, როგორიცაა მონაცემთა ცენტრები, ნახევარგამტარული ლაზერები მოითხოვს ენერგიის დაბალ მოხმარებას და მაღალ საიმედოობას, გრძელვადიანი სტაბილური ოპერაციის უზრუნველსაყოფად.