Como funcionam os diodos laser?
receita básica para diodo laser:
1.
ganho médio
espelhos clivados< /p>
3 eletrodos
4. Fonte de alimentação CC
5. embalagem
o meio de ganho é um material optoeletrônico de banda direta e geralmente junção pn (design mais básico). este meio de ganho é cercado por eletrodos também semicondutores. estes devem ser adaptados à rede ou ao domínio para maximizar a condutividade elétrica e minimizar defeitos interfaciais; devem, portanto, ser realizados por técnicas epitaxiais (mocv, feixe molecular, etc.). deve ser devidamente clivado nas bordas para refletir a luz. ele está devidamente embalado e a fonte de corrente contínua ou talvez alternada está conectada aos eletrodos.
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o meio de ganho age como uma cavidade . O material optoeletrônico GaAs, por exemplo, emite luz quando elétrons e buracos se combinam novamente. Para isso, deve ser aplicada uma tensão. a fonte de alimentação DC deve ser programada com indutores capacitores, etc. para que quando o laser estiver ligado a corrente seja máxima, permitindo uma emissão espontânea muito elevada. no lançamento, a emissão espontânea deve ser muito superior à emissão estimulada. neste ponto, o laser é basicamente um led. à medida que mais luz é criada, ela atinge o limite de emissão do laser, a corrente deve cair. agora a tensão deve ser alta com a menor corrente. isso garante uma emissão mais estimulada. os espelhos clivados facilitam uma cavidade para a luz aumentar exponencialmente em intensidade por emissão estimulada. uma vez atingido o equilíbrio dinâmico, uma luz laser útil é produzida. ele pode ser direcionado por meio de componentes microópticos em um pacote elegante.
agora é um design muito básico. Existem outros projetos, como emissão planar, cavidades verticais e assim por diante. A espessura do filme de ganho médio também pode ser aumentada para 5 nm ou menos. Este tipo de nanoengenharia cria uma redução na densidade de estados que aumenta o coeficiente de ganho (o laser se torna mais eficiente).
engenharia mais avançada: dopagem de ganho para modificar o comprimento de onda, crescimento de poços quânticos sob estresse, crescimento de pontos quânticos (aumenta ainda mais o coeficiente de ganho), uso de eletrodos de cobalto (com interfaces de filme fino de safira) luz (também requer dopagem de manganês no meio de ganho), acoplamento de fibra com cavidades externas (com ajuste de comprimento de onda por estresse mecânico em a fibra) e cargas de outros materiais.
