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Laser a semiconduttore, Noto anche comeDiodi laser, Sono laser che utilizzano materiali semiconduttori come materiali di lavoro. Ha le caratteristiche di piccole dimensioni e lunga durata della vita e può utilizzare una semplice corrente di iniezione per dosare la tensione di lavoro e la corrente compatibili con i circuiti integrati, quindi può essere integrata in modo monolitico con esso. A causa di questi vantaggi, i laser a diodi a semiconduttore sono stati ampiamente utilizzati nelle comunicazioni laser, archiviazione ottica, giroscopi ottici, stampa laser, portata e radar.
Il laser deve soddisfare le condizioni successive: primo, l'inversione della popolazione; Secondo, ci deve essere una cavità risonante, che può riprodurre una funzione di feedback ottico e formare un'oscillazione laser; la formazione di varie forme, la più semplice è la cavità risonante del pappagallo Fabry. In terzo luogo, il laser deve soddisfare la condizione della soglia, vale a dire che il guadagno deve essere maggiore della perdita totale.
Per formare un'oscillazione stabile, il mezzo laser deve fornire un guadagno sufficiente per compensare la perdita ottica a causa della cavità risonante e della perdita a causa dell'uscita laser dalla superficie della cavità, E aumenta continuamente il campo ottico nella cavità. Questo richiede un'iniezione di corrente abbastanza forte, vale a dire, abbastanza inversione della popolazione, maggiore è il grado di inversione della popolazione, maggiore è il guadagno ottenuto, una condizione di soglia corrente. Quando il laser raggiunge la soglia, la luce con una lunghezza d'onda specifica può entrare in risonanza nella cavità e essere amplificata, e alla fine formare un laser per l'uscita continua.
Per ottenere in realtà radiazioni stimolate coerenti, la radiazione stimolata deve essere alimentata più volte nel risonatore ottico per formare l'oscillazione laser. La cavità risonante del laser è formata dalla superficie di scollatura naturale del cristallo semiconduttore come uno specchio di riflessione, che di solito non emette luce. L'estremità dell'obiettivo è rivestita con una pellicola dielettrica multistrato altamente riflettente e la superficie a emissione luminosa è rivestita con una pellicola antiriflesso.
La distribuzione in inversione dei vettori nel mezzo di lasing (regione attiva) è stabilita. Nei semiconduttori, l'energia degli elettroni è generata da una fascia energetica composta da una serie di livelli di energia che sono vicini al continuo. Per ottenere l'inversione della popolazione nei semiconduttori, deve essere nella fascia di conduzione dello stato ad alta energia tra le due aree della fascia energetica. Il numero di elettroni nella parte inferiore è molto più grande del numero di fori nella parte superiore della banda di distribuzione dello stato a bassa energia. Questo si ottiene facendo applicare una polarizzazione in avanti all'omogiunzione o all'eterogiunzione e iniettando i supporti necessari nello strato attivo. Eccite gli elettroni dalla fascia di ritenzione energetica inferiore alla fascia di conduzione energetica più elevata. Quando un gran numero di elettroni e fori in uno stato di popolazione inversione ricombina, si verifica l'emissione stimolata.
