El principio emisor de láseres semiconductores.

Láseres semiconductores, también conocido comodiodos láserSon los láseres que utilizan materiales semiconductores como materiales de trabajo. Tiene las características de tamaño pequeño y larga vida útil, y puede usar la corriente de inyección simple para bombear su voltaje de trabajo y su corriente compatible con circuitos integrados, por lo que puede integrarse monolíticamente con él. Debido a estas ventajas, los láseres de diodo de semiconductores se han utilizado ampliamente en comunicaciones con láser, almacenamiento óptico, giroscopios ópticos, impresión láser, rango y radar.

El principio de emisión de luz láser.

El láser debe cumplir con las siguientes condiciones: primero, la reversión de la población; En segundo lugar, debe haber una cavidad resonante, que puede desempeñar una función de retroalimentación óptica y formar una oscilación láser; La formación de diversas formas, la más sencilla es la cavidad resonante de Fabry-Parrot. En tercer lugar, el láser debe cumplir con la condición de umbral, es decir, la ganancia debe ser mayor que la pérdida total.

Cumplir con ciertas condiciones de umbral.

Para formar una oscilación estable, el medio láser debe proporcionar una ganancia suficientemente grande para compensar la pérdida óptica causada por la cavidad resonante y la pérdida causada por la salida del láser de la superficie de la cavidad, y aumente continuamente el campo óptico en la cavidad. . Esto requiere una inyección de corriente suficientemente fuerte, es decir, suficiente inversión de la población, mayor será el grado de inversión de la población, mayor será la ganancia obtenida, es decir, se debe cumplir una cierta condición de umbral actual. Cuando el láser alcanza el umbral, la luz con una longitud de onda específica puede resonar en la cavidad y ser amplificada, y finalmente forme un láser para la salida continua.

La cavidad resonante puede desempeñar el papel de la retroalimentación óptica y formar la oscilación láser.

Para obtener realmente la radiación estimulada coherente, la radiación estimulada debe devolverse varias veces en el resonador óptico para formar oscilación láser. La cavidad resonante del láser está formada por la superficie de escisión natural del cristal semiconductor como un espejo de reflexión, que generalmente no emite luz. El extremo de la lente está recubierto con una película dieléctrica multicapa de alto reflejo, y la superficie emisora ​​de luz está recubierta con una película anti-reflectante.

Condiciones de ganancia:

Se establece la distribución de inversión de los transportistas en el medio lásing (región activa). En semiconductores, la energía de los electrones está representada por una banda de energía compuesta por una serie de niveles de energía que están cerca de continuo. Por lo tanto, para lograr la inversión de la población en semiconductores, debe estar en la banda de conducción del estado de alta energía entre las dos regiones de la banda de energía. El número de electrones en la parte inferior es mucho más grande que el número de agujeros en la parte superior de la banda de valencia de estado de baja energía. Esto se logra aplicando un sesgo hacia adelante a la homocunción o heterojunción e inyectando los transportistas necesarios en la capa activa. Excite electrones de la banda de valencia de energía inferior a la banda de conducción de energía superior. Cuando se produce una gran cantidad de electrones y orificios en un estado de inversión de población, se produce la emisión estimulada.