Нимноқилӣ Lasers: намуди дастгоҳ, принсипи ҷарроҳӣ, истифодаи

lasers нимноқилӣ генераторҳои квантї мебошанд нимноқилҳо дар асоси миёна фаъол, ки дар он amplification оптикии бо партобҳои њавасманд дар гузариш байни сатҳҳои энергетика квантї дар консентратсияи баланди боркашони масъули озод дар минтақа сохта мешавад.

лазерӣ нимноқилӣ: принсипи амалиёт

Одатан, аксарияти электрон дар сатҳи valency ҷойгир мебошанд. Дар равиши энергетика photon ҳадди тафовути банд энергетика, як нимноқилҳо, электрон ба давлати excitation омада, шикаста минтақаи манъшуда, ҳаракат ба минтақаи озод, тамаркузи дар канори поёнии он. Ҳамзамон, сӯрох ташкил сатҳи valence, аз тулӯъи ба марзи болоии он. Дар электрон дар минтақаи озоди озод recombine бо сӯрохиро, радиатсионӣ энергия ба энергияи минтақаи роц баробар, дар шакли photons. Навшудаи мумкин аст аз тарафи photons бо дараҷаи кофии беҳтар карда мешавад. Тавсифи ададӣ мувофиқ ба вазифаи тақсимоти Fermi.

дастгоҳ

Дастгоҳи лазерӣ нимноқилҳо мебошад diode лазерӣ нуқтаи тамос бо p- нимноқилҳо катонро ва н-навъи - электрон ва аз сӯрохиҳо энергетика насос дар минтақаи саҳ-н-гузариш. Ғайр аз ин, ҳастанд lasers нимноқилҳо, бо вуруди энергетикӣ оптикӣ, ки дар он чӯбро аз тарафи азхудкунии photons аз lasers силсилаи сабук ва квантї, ки дар бораи гузариши дар доираи минтаќањои озоди асоси ташкил нест.

сохтори

пайвастагињои маъмулии истифода дар lasers нимноқилҳо ва дигар дастгоҳҳои optoelectronic, аз инњо иборатанд:

• arsenide gallium;
• phosphide gallium;
• nitride gallium;
• phosphide indium;
• arsenide gallium indium;
• gallium arsenide алюминий;
• nitride gallium-indium-gallium;
• phosphide, gallium-indium.

wavelength

Ин пайвастагињои - нимноқилҳо бевоситаи-холигии. Indirect- (кремний) ба нур бо қувваи кофӣ ва самаранокии мерезед, нест. Дар wavelength аз радиатсияи аз лазерӣ diode ба вобаста ба энергияи барқ photon аз наздик норасоиро гурӯҳе аз мураккаб махсус. Дар 3- 4-ҷузъи холигии банд пайвастагињои нимноқилҳо энергетикӣ метавонад пайваста бар доираи васеи гуногуни. Дар AlGaAs = Al _х Маҷмаи _1-х Тавре, барои мисол, баланд бардоштани мундариҷаи алюминий (афзоиши х) дорад, таъсири зиёд дар холигии банд энергетика.

Дар ҳоле, ки бештар маъмул lasers нимноқилҳо дар қисми инфрасурх наздик аз спектри амал, баъзе мерезед, сурх (gallium phosphide indium), кабуд ё арғувон (gallium nitride) рангҳо. Миёнаи лазерӣ инфрасурх нимноқилҳо (selenide ӯҳда) ва lasers силсилаи квантї.

нимноқилҳо органикӣ

Ғайр аз пайвастагињои ғайриорганикӣ боло бурда ва органикї. технологияи мувофиқ аст, ҳанӯз ҳам зери рушд, балки рушди он ваъда таври назаррас арзиши истеҳсоли lasers коҳиш диҳад. То ба ҳол, танҳо lasers органикӣ бо вуруди энергетикӣ оптикӣ ва насоси барқӣ-иҷрои баланд ҳанӯз расид нашуда бошад тањия карда мешавад.

намуди

Бо як plurality аз lasers нимноқилҳо бо параметрҳои гуногун ва арзиши барнома.

diodes лазерӣ хурд истеҳсоли чӯбро радиатсия механикии-сифати баланд, ки қудрати диапазонҳои аз чанд сад то панҷсад milliwatts. Дар Ҳисгари diode лазерӣ судї росткунҷаест борик, ки ба сифати як waveguide хизмат мекунад, зеро радиатсияи маҳдуд ба як фазои хурд аст. Crystal doped бо ҳар ду ҷониб барои сохтани як pn-гузариши як майдони калон. Дар ақсои polished эҷод resonator оптикии як Fabry - interferometer Perot. Photon гузариш ба воситаи пуфак ба сабаби радиатсионӣ навшудаи зиёд хоҳад кард, ва насли оғоз хоҳад кард. Онҳо дар он нишоннамои лазерӣ, CD- ва DVD-бозингарони, инчунин нахи оптикӣ истифода бурда мешавад.

lasers барқи паст ва lasers сахт бо пуфак беруна барои тавлиди ҳубубот кӯтоҳ чорабиниҳои ҳамоҳангсозии.

lasers нимноқилҳо бо пуфак беруна иборат аз як diode лазерӣ, ки нақши асосиро дар таркиби тамаи миёна бештар лазерӣ-resonator мебозад. Қодир тағйир wavelengths ва гурӯҳе партобҳои танг.

lasers тазриќї ҳастанд минтақаи нимноқилҳо радиатсия дар як банд васеъ, метавонад қудрати чӯбро сифати пасти чанд Ватт тавлиди. Он аз як қабати тунуки фаъол дар ихтиёри байни p- ва н-қабати, ташкили heterojunction дукарата иборат аст. Механизми ҳабс нур дар самти паҳлуии дарсњо аст, ки дар натиљаи он ellipticity чӯбро баланд ва равияњои остонаи unacceptably баланд.

рамзхо diode тавоност, иборат аз ќатори diodes, фарохмаҷро, қодир ба истеҳсоли як чӯбро ҳокимияти сифати mediocre даҳҳо ватт.

Тавоност рамзхо ду-ченака аз diodes метавонад қувваи садҳо ҳазор ватт тавлиди.

Surface-нӯрпошӣ lasers (VCSEL) нӯрпошӣ сифати чӯбро истеҳсоли нур дар якчанд milliwatts Хате ба судї. Дар бораи рӯи радиатсионии Зеркало resonator аст, дар шакли қабатҳои дар dynes балоҳое, мавҷи бо гуногун истифода бурда мешавад барои іисобіо зарарро. Дар бораи як чипи ягона метавонад якчанд сад lasers, ки мекушояд, то имконияти истеҳсоли омма ташкил дод.

$ C VECSEL lasers вуруди энергияи оптикӣ ва resonator берунии қодир тавлид чӯберо ҳокимияти сифати хуб якчанд ватт дар як қулфи дар ҳолати.

Кор лазерӣ нимноқилҳо навъи силсилаи квантї дар асоси гузариши доираи басомадҳои (дар муқоиса ба interband). Ин дастгоҳҳо мерезед, дар минтақаи миёнаи спектри инфрасурх, баъзан дар доираи terahertz аст. Онҳо истифода бурда мешаванд, барои мисол, мисли analyzers газ.

Нимноқилӣ lasers: ариза ва ҷанбаҳои асосии

-Қувваи баланди lasers diode бо баҳои electrically дар voltages мӯътадил насос ҳамчун воситаи хеле самаранок таъмин энергия истифода бурда lasers давлатии сахт.

lasers нимноқилӣ метавонад дар як қатор зиёди басомадњо, ки дар бар мегирад, ки намоён, дар назди қисми инфрасурх инфрасурх ва миёнаи спектри амал мекунанд. дастгоҳҳои офарида низ izducheniya басомади тағйир диҳад.

diodes лазерӣ метавонед зуд хомӯш кунед ва modulate қувваи оптикии аст, ки дар нахи оптикӣ хатҳои коммуникатсионӣ алоќа, истифода бурда мешавад.

Ин хусусиятҳои кардаанд lasers нимноқилҳо ҳастанд технологї намуди муҳимтарини maser. Онҳо истифода мешаванд:

• як санҷанда telemetry, pyrometers, altimeter оптикӣ, rangefinders, чашмҳо, holography;
• Дар нахи оптикӣ системаҳои интиқоли барқ ва нигоҳдории иттилоот, системаҳои алоқа ягонаи;
• чопгарҳои лазерӣ, projectors видео, зарур, сканер рамзи бар, сканер тасвир, CD-бозингарони (DVD, CD, Blu-Ray);
• дар системаҳои амниятӣ, криптографияи квантї, автоматикунонии, нишондињандањои;
• дар метрология оптикӣ ва spectroscopy;
• дар ҷарроҳӣ, дандонпизишкӣ, cosmetology, табобати;
• тозакунии об, муомилаи моддӣ, обкашї аз lasers давлатии сахт, назорати реаксияи химиявӣ дар мураттабсозии саноатӣ, техникаи саноатӣ, системаҳои сиёсисозии, ва системаи дифоъи ҳавоӣ.

баромади набзи

Аксари лазерӣ нимноқилҳо тавлид чӯберо пайваста. Дар робита ба вақти зисти кӯтоҳ электрон дар сатҳи гузаронидани ки онҳо хеле муносиб барои тавлиди як ҳубубот-Q фурӯзон нест, балки ҳолати қисман доимии амалиёт метавонанд хеле афзоиш қудрати генератори квантї. Илова бар ин, lasers нимноқилҳо мумкин аст барои насли ҳолати-баста набзи ultrashort ё хомӯш намудани тамаи истифода бурда мешавад. Миёнаи барқи ҳубубот кӯтоҳ, ки одатан ба чанд milliwatts ҷуз lasers-VECSEL optically насос, ки истеҳсоли wattage чен ҳубубот picosecond бо басомади дар даҳҳо gigahertz маҳдуд аст.

Талфиқи ва эътидол

Бартарии электрон истиқомати кӯтоҳ дар банд гузаронидани lasers нимноқилҳо қобилияти modulate басомади баланди, ки дорои VCSEL-lasers зиёд 10 ГГц аст. Он шудааст, ки дар интиқоли маълумот оптикӣ, spectroscopy, ба эътидол овардани лазерӣ истифода бурда мешавад.