Хагас дамжуулагч лазерын ажиллах зарчим

-ийн ажиллах зарчимхагас дамжуулагч лазер

Юуны өмнө хагас дамжуулагч лазерын параметрийн шаардлагыг танилцуулж, голчлон дараахь зүйлийг багтаасан болно.
1. Фотоэлектрик гүйцэтгэл: унтрах харьцаа, динамик шугамын өргөн болон бусад параметрүүдийг багтаасан эдгээр үзүүлэлтүүд нь холбооны систем дэх хагас дамжуулагч лазерын гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
2. Бүтцийн параметрүүд: гэрэлтүүлгийн хэмжээ ба зохион байгуулалт, олборлолтын төгсгөлийн тодорхойлолт, суурилуулах хэмжээ, тойм хэмжээ.
3. Долгионы урт: Хагас дамжуулагч лазерын долгионы урт нь 650~1650нм, нарийвчлал өндөр.
4. Босго гүйдэл (Ith) ба ажиллах гүйдэл (lop) : Эдгээр үзүүлэлтүүд нь хагас дамжуулагч лазерыг эхлүүлэх нөхцөл болон ажиллах төлөвийг тодорхойлдог.
5. Хүч чадал ба хүчдэл: Хагас дамжуулагч лазерын ажил дээрх хүч, хүчдэл, гүйдлийг хэмжих замаар PV, PI, IV муруйг зурж, тэдгээрийн ажлын шинж чанарыг ойлгох боломжтой.

Ажлын зарчим
1. Олз авах нөхцөл: Цэнэг зөөвөрлөгчдийн урвуу тархалтыг лассингийн орчинд (идэвхтэй бүс) тогтооно. Хагас дамжуулагчийн хувьд электронуудын энерги нь бараг тасралтгүй эрчим хүчний түвшний цувралаар илэрхийлэгддэг. Тиймээс өндөр энергийн төлөв дэх дамжуулалтын зурвасын доод хэсэгт байрлах электронуудын тоо нь хоёр энергийн зурвасын бүсийн хоорондох бага энергийн төлөвт валентын зурвасын дээд хэсэгт байрлах нүхний тооноос хамаагүй их байх ёстой. бөөмийн тоо. Энэ нь гомо-холболт буюу гетерогцолцоонд эерэг хэвийлт хийж, шаардлагатай зөөвөрлөгчийг идэвхтэй давхаргад шахах замаар бага энергийн валентын зурвасаас өндөр энерги дамжуулах зурвас руу электронуудыг өдөөх замаар хүрдэг. Эсрэг бөөмийн популяцийн төлөвт байгаа олон тооны электронууд цоорхойтой дахин нэгдэх үед өдөөгдсөн ялгарал үүсдэг.
2. Бодит байдлаар уялдаа холбоотой өдөөгдсөн цацрагийг олж авахын тулд өдөөгдсөн цацрагийг хэд хэдэн удаа оптик резонаторт буцааж өгөх ёстой бөгөөд лазерын хэлбэлзэл, лазерын резонатор нь хагас дамжуулагч талстыг толин тусгал болгон байгалийн задралын гадаргуугаас бүрдүүлдэг. гэрлийн төгсгөлд өндөр тусгалтай олон давхаргат диэлектрик хальсаар бүрсэн ба гөлгөр гадаргууг багасгасан тусгалтай хальсаар бүрсэн байна. Fp cavity (Fabry-Perot cavity) хагас дамжуулагч лазерын хувьд болорын pn уулзвар хавтгайд перпендикуляр байрлах байгалийн хуваагдлын хавтгайг ашиглан FP хөндийг хялбархан барьж болно.
(3) Тогтвортой хэлбэлзлийг бий болгохын тулд лазер орчин нь резонаторын улмаас үүссэн оптик алдагдлыг нөхөх, хөндийн гадаргуугаас лазерын гаралтын улмаас үүссэн алдагдлыг нөхөх хангалттай их өсөлтийг хангах чадвартай байх ёстой. хөндий дэх гэрлийн талбар. Энэ нь хангалттай хүчтэй гүйдлийн тарилгатай байх ёстой, өөрөөр хэлбэл бөөмийн тооны урвуу хангалттай байх ёстой, бөөмийн тооны урвуу түвшин өндөр байх тусам олз их байх болно, өөрөөр хэлбэл шаардлага нь тодорхой гүйдлийн босго нөхцөлийг хангасан байх ёстой. Лазер босгонд хүрэхэд тодорхой долгионы урттай гэрэл нь хөндийд цуурайтаж, олшруулж, эцэст нь лазер болон тасралтгүй гаралтыг үүсгэдэг.

Гүйцэтгэлийн шаардлага
1. Модуляцийн зурвасын өргөн ба хурд: хагас дамжуулагч лазер ба тэдгээрийн модуляцын технологи нь утасгүй оптик харилцаанд маш чухал бөгөөд модуляцийн зурвасын өргөн ба хурд нь холбооны чанарт шууд нөлөөлдөг. Дотоод модуляцлагдсан лазер (шууд модуляцлагдсан лазер) нь өндөр хурдны дамжуулалт, хямд өртөгтэй тул шилэн кабелийн холбооны янз бүрийн салбарт тохиромжтой.
2. Спектрийн шинж чанар ба модуляцийн шинж чанар: Хагас дамжуулагчаар тархсан санал хүсэлтийн лазер(DFB лазер) нь маш сайн спектрийн шинж чанар, модуляцын шинж чанартай тул шилэн кабелийн холбоо болон сансрын оптик холбооны чухал гэрлийн эх үүсвэр болсон.
3. Зардал ба масс үйлдвэрлэл: Хагас дамжуулагч лазер нь том хэмжээний үйлдвэрлэл, хэрэглээний хэрэгцээг хангахын тулд бага өртөгтэй, массаар үйлдвэрлэх давуу талуудтай байх шаардлагатай.
4. Эрчим хүчний хэрэглээ ба найдвартай байдал: Дата төв гэх мэт хэрэглээний хувилбаруудад хагас дамжуулагч лазер нь удаан хугацааны тогтвортой ажиллагааг хангахын тулд бага эрчим хүчний зарцуулалт, өндөр найдвартай байдлыг шаарддаг.