El principio emisor de luz de los láseres semiconductores

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

El Principio de emisión de luz láser

El láser debe cumplir las siguientes condiciones: Primero, la inversión de la población; En segundo lugar, debe haber una cavidad resonante, que puede reproducir una función de retroalimentación óptica y formar una oscilación láser; la formación de varias formas, la más simple 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 aumentar continuamente el campo óptico en la cavidad. Esto requiere una inyección de corriente suficientemente fuerte, es decir, suficiente inversión de población, cuanto mayor es el grado de inversión de la población, mayor es la ganancia obtenida, es decir, se debe cumplir una determinada condición de umbral actual. Cuando el láser alcanza el umbral, la luz con una longitud de onda específica puede resonar en la cavidad y amplificarse, y finalmente formar un láser para la salida continua.

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

Para obtener realmente una radiación estimulada coherente, la radiación estimulada debe retroalimentarse varias veces en el resonador óptico para formar una 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 antirreflectante.

Condiciones de ganancia:

Se establece la distribución de inversión de los portadores en el medio de lasing (región activa). En los semiconductores, la energía de los electrones está representada por una banda de energía compuesta por una serie de niveles de energía que son cercanos a los Continuos. Por lo tanto, para lograr la inversión de población en semiconductores, debe estar en la banda de conducción de estado de alta energía entre las dos regiones de la banda de energía. El número de electrones en la parte inferior es mucho mayor que el número de agujeros en la parte superior de la banda de valencia del estado de baja energía. Esto se logra aplicando una polarización directa a la Homounión o heterounión e inyectando vehículos necesarios en la capa activa. Excite electrones de la banda de valencia de energía más baja a la banda de conducción de energía más alta. Cuando una gran cantidad de electrones y agujeros en un estado de inversión poblacional se recombinan, se produce la emisión estimulada.