반도체 레이저,레이저 다이오드반도체 재료를 작업 재료로 사용하는 레이저입니다. 그것은 스몰 사이즈 긴 수명의 특성을 가지고 있으며 간단한 주입 전류를 사용하여 집적 회로와 호환되는 작동 전압과 전류를 펌핑 할 수 있으므로 모놀리식으로 통합 될 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 반도체 다이오드 레이저는 레이저 통신, 광학 저장, 광학 자이로 스코프, 레이저 인쇄, 레인징 및 레이더에 널리 사용되었습니다.
레이저는 다음 조건을 충족해야합니다. 첫째, 인구 반전; 둘째, 광학 피드백 기능을 수행하고 레이저 진동을 형성 할 수있는 공진 공동이 있어야합니다. 다양한 형태의 형성, 가장 간단한 것은 Fabry-Parrot 공진 공동입니다. 셋째, 레이저는 임계 조건을 충족해야합니다. 즉, 이득은 총 손실보다 커야합니다.
안정된 진동을 형성하기 위해, 레이저 매체는 공진 공동에 의해 야기되는 광학 손실과 공동 표면으로부터의 레이저 출력에 의해 야기되는 손실을 보상하기 위해 충분히 큰 이득을 제공해야 한다. 공동의 광학 필드를 지속적으로 증가시킵니다. 이것은 충분히 강한 전류 주입, 즉 충분한 인구 반전, 인구 반전 정도가 높을수록 획득된 이득이 클수록, 즉 특정 현재 임계 조건이 충족되어야 한다. 레이저가 임계 값에 도달하면 특정 파장을 가진 빛이 공동 내에서 공진하고 증폭되고 마지막으로 연속 출력을위한 레이저를 형성 할 수 있습니다.
실제로 간섭성 자극 방사선을 얻기 위해, 자극된 방사선은 레이저 진동을 형성하기 위해 광학 공진기에서 여러 번 피드백되어야 한다. 레이저의 공진 공동은 일반적으로 광을 방출하지 않는 반사 거울로서 반도체 결정의 자연 절단 표면에 의해 형성된다. 렌즈의 단부는 고반사 다층 유전체 필름으로 코팅되고, 발광 표면은 반사 방지 필름으로 코팅된다.
레이징 매체 (활성 영역) 에서 캐리어의 반전 분포가 확립된다. 반도체에서 전자의 에너지는 연속에 가까운 일련의 에너지 레벨로 구성된 에너지 밴드로 표현됩니다. 따라서 반도체에서 인구 반전을 달성하기 위해서는 두 에너지 밴드 영역 사이의 고 에너지 상태 전도대에 있어야합니다. 바닥에있는 전자의 수는 저에너지 상태 원자가 대역의 상단에있는 구멍의 수보다 훨씬 큽니다. 이것은 동형 접합 또는 헤테로 접합에 전방 바이어스를 적용하고 필요한 캐리어를 활성층에 주입함으로써 달성된다. 낮은 에너지 원자가 대역에서 더 높은 에너지 전도 대역으로 전자를 흥분시킵니다. 집단 반전 상태에서 많은 수의 전자와 정공이 재결합하면 자극 된 방출이 발생합니다.
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