సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క పని సూత్రం

పని సూత్రంసెమీకండక్టర్ లేజర్

అన్నింటిలో మొదటిది, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల కోసం పారామితి అవసరాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, ప్రధానంగా ఈ క్రింది అంశాలతో సహా:
1. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ పనితీరు: విలుప్త నిష్పత్తి, డైనమిక్ లైన్‌విడ్త్ మరియు ఇతర పారామితులతో సహా, ఈ పారామితులు కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లలో సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల పనితీరును నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి.
2. నిర్మాణ పారామితులు: ప్రకాశించే పరిమాణం మరియు అమరిక, వెలికితీత ముగింపు నిర్వచనం, సంస్థాపన పరిమాణం మరియు అవుట్‌లైన్ పరిమాణం వంటివి.
3. తరంగదైర్ఘ్యం: సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం పరిధి 650~1650nm, మరియు ఖచ్చితత్వం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
4. థ్రెషోల్డ్ కరెంట్ (Ith) మరియు ఆపరేటింగ్ కరెంట్ (LOP): ఈ పారామితులు సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క ప్రారంభ పరిస్థితులు మరియు పని స్థితిని నిర్ణయిస్తాయి.
5. పవర్ మరియు వోల్టేజ్: పనిలో ఉన్న సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క పవర్, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను కొలవడం ద్వారా, వాటి పని లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి PV, PI మరియు IV వక్రతలను గీయవచ్చు.

పని సూత్రం
1. లాభ పరిస్థితులు: లేసింగ్ మాధ్యమంలో (క్రియాశీల ప్రాంతం) ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల విలోమ పంపిణీ స్థాపించబడింది. సెమీకండక్టర్‌లో, ఎలక్ట్రాన్‌ల శక్తి దాదాపు నిరంతర శక్తి స్థాయిల శ్రేణి ద్వారా సూచించబడుతుంది. అందువల్ల, అధిక శక్తి స్థితిలో వాహక బ్యాండ్ దిగువన ఉన్న ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య, కణ సంఖ్య యొక్క విలోమాన్ని సాధించడానికి రెండు శక్తి బ్యాండ్ ప్రాంతాల మధ్య తక్కువ శక్తి స్థితిలో వాలెన్స్ బ్యాండ్ పైభాగంలో ఉన్న రంధ్రాల సంఖ్య కంటే చాలా పెద్దదిగా ఉండాలి. హోమోజంక్షన్ లేదా హెటెరోజంక్షన్‌కు సానుకూల పక్షపాతాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా మరియు తక్కువ శక్తి వాలెన్స్ బ్యాండ్ నుండి అధిక శక్తి వాహక బ్యాండ్‌కు ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్తేజపరిచేందుకు అవసరమైన క్యారియర్‌లను క్రియాశీల పొరలోకి ఇంజెక్ట్ చేయడం ద్వారా దీనిని సాధించవచ్చు. రివర్స్డ్ పార్టికల్ పాపులేషన్ స్థితిలో పెద్ద సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లు రంధ్రాలతో తిరిగి కలిసినప్పుడు, ఉత్తేజిత ఉద్గారం జరుగుతుంది.
2. వాస్తవానికి కోహెరెంట్ స్టిమ్యులేటెడ్ రేడియేషన్‌ను పొందాలంటే, లేజర్ డోలనాన్ని ఏర్పరచడానికి స్టిమ్యులేటెడ్ రేడియేషన్‌ను ఆప్టికల్ రెసొనేటర్‌లో అనేకసార్లు తిరిగి ఇవ్వాలి, లేజర్ యొక్క రెసొనేటర్ సెమీకండక్టర్ క్రిస్టల్ యొక్క సహజ క్లీవేజ్ ఉపరితలం ద్వారా అద్దంలా ఏర్పడుతుంది, సాధారణంగా కాంతి చివరలో అధిక ప్రతిబింబ బహుళస్థాయి డైఎలెక్ట్రిక్ ఫిల్మ్‌తో పూత పూయబడుతుంది మరియు మృదువైన ఉపరితలం తగ్గిన ప్రతిబింబ ఫిల్మ్‌తో పూత పూయబడుతుంది. Fp కుహరం (ఫ్యాబ్రీ-పెరోట్ కుహరం) సెమీకండక్టర్ లేజర్ కోసం, క్రిస్టల్ యొక్క pn జంక్షన్ ప్లేన్‌కు లంబంగా ఉన్న సహజ క్లీవేజ్ ప్లేన్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా FP కుహరాన్ని సులభంగా నిర్మించవచ్చు.
(3) స్థిరమైన డోలనం ఏర్పడటానికి, లేజర్ మాధ్యమం రెసొనేటర్ వల్ల కలిగే ఆప్టికల్ నష్టాన్ని మరియు కుహరం ఉపరితలం నుండి లేజర్ అవుట్‌పుట్ వల్ల కలిగే నష్టాన్ని భర్తీ చేయడానికి తగినంత పెద్ద లాభాన్ని అందించగలగాలి మరియు కుహరంలో కాంతి క్షేత్రాన్ని నిరంతరం పెంచాలి. దీనికి తగినంత బలమైన కరెంట్ ఇంజెక్షన్ ఉండాలి, అంటే, తగినంత కణ సంఖ్య విలోమం ఉండాలి, కణ సంఖ్య విలోమం యొక్క డిగ్రీ ఎక్కువగా ఉంటే, లాభం ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంటే, అవసరం ఒక నిర్దిష్ట కరెంట్ థ్రెషోల్డ్ స్థితిని తీర్చాలి. లేజర్ థ్రెషోల్డ్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన కాంతిని కుహరంలో ప్రతిధ్వనించవచ్చు మరియు విస్తరించవచ్చు మరియు చివరకు లేజర్ మరియు నిరంతర అవుట్‌పుట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

పనితీరు అవసరం
1. మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు రేటు: సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు మరియు వాటి మాడ్యులేషన్ టెక్నాలజీ వైర్‌లెస్ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌లో కీలకమైనవి మరియు మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు రేటు నేరుగా కమ్యూనికేషన్ నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తాయి. అంతర్గతంగా మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ (నేరుగా మాడ్యులేటెడ్ లేజర్) దాని అధిక వేగ ప్రసారం మరియు తక్కువ ఖర్చు కారణంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్‌లోని వివిధ రంగాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
2. స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలు మరియు మాడ్యులేషన్ లక్షణాలు: సెమీకండక్టర్ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ లేజర్‌లు(DFB లేజర్) వాటి అద్భుతమైన స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలు మరియు మాడ్యులేషన్ లక్షణాల కారణంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ మరియు స్పేస్ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌లో ముఖ్యమైన కాంతి వనరుగా మారాయి.
3. ఖర్చు మరియు భారీ ఉత్పత్తి: పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి మరియు అనువర్తనాల అవసరాలను తీర్చడానికి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు తక్కువ ధర మరియు భారీ ఉత్పత్తి యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉండాలి.
4. విద్యుత్ వినియోగం మరియు విశ్వసనీయత: డేటా సెంటర్ల వంటి అప్లికేషన్ దృశ్యాలలో, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లకు దీర్ఘకాలిక స్థిరమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారించడానికి తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం మరియు అధిక విశ్వసనీయత అవసరం.