የሴሚኮንዳክተር ሌዘር ልብ፡ የጌይን መካከለኛ ጥልቀት ያለው እይታ

በኦፕቶኤሌክትሮኒክ ቴክኖሎጂ ፈጣን እድገት ሴሚኮንዳክተር ሌዘር እንደ ቴሌኮሙኒኬሽን፣መድሃኒት፣ኢንዱስትሪ ፕሮሰሲንግ እና ሊዳር ባሉ የተለያዩ ዘርፎች በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ሲሆን ይህም ለከፍተኛ ብቃታቸው፣ለተጨመቀ መጠን እና ለሞዲዩሽን ቀላልነት ነው። በዚህ ቴክኖሎጂ እምብርት ላይ ፍፁም ወሳኝ ሚና የሚጫወተው የትርፍ ማእከላዊ ነው. ሆኖ ያገለግላል”የኃይል ምንጭ”የተነቃቃ ልቀት እና ሌዘር ማመንጨት ያስችላል፣ ሌዘርን ይወስናል'ዎች አፈጻጸም፣ የሞገድ ርዝመት እና የመተግበሪያ አቅም።

1. ትርፍ መካከለኛ ምንድን ነው?

ስሙ እንደሚያመለክተው, ትርፍ መካከለኛ የጨረር ማጉላትን የሚያቀርብ ቁሳቁስ ነው. በውጫዊ የኃይል ምንጮች (እንደ ኤሌክትሪክ መርፌ ወይም ኦፕቲካል ፓምፒንግ ያሉ) ሲደሰቱ በተቀሰቀሰ ልቀት ዘዴ የአደጋ ብርሃንን ያሰፋዋል ፣ ይህም ወደ ሌዘር ውፅዓት ይመራል።

በሴሚኮንዳክተር ጨረሮች ውስጥ የግንኙነቱ መካከለኛ በተለምዶ በፒኤን መጋጠሚያ ላይ ካለው ንቁ ክልል የተዋቀረ ነው ፣የእነሱ የቁሳቁስ ቅንጅት ፣ መዋቅር እና የዶፒንግ ዘዴዎች እንደ የመነሻ የአሁኑ ፣ የልቀት ሞገድ ፣ ቅልጥፍና እና የሙቀት ባህሪዎች ያሉ ቁልፍ መለኪያዎች ላይ በቀጥታ ተጽዕኖ ያሳድራሉ።

2. በሴሚኮንዳክተር ሌዘር ውስጥ የጋራ ጥቅም ቁሳቁሶች

III-V ውሁድ ሴሚኮንዳክተሮች በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ የጥቅማጥቅሞች ቁሳቁሶች ናቸው። የተለመዱ ምሳሌዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

①ጋአስ (ጋሊየም አርሴንዲድ)

በ 850 ውስጥ ለሚለቀቁ ሌዘር ተስማሚ–980 nm ክልል, በኦፕቲካል ግንኙነቶች እና በሌዘር ህትመት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ.

②ኢንፒ (ኢንዲየም ፎስፋይድ)

ለፋይበር ኦፕቲክ ግንኙነቶች ወሳኝ በሆነው 1.3 μm እና 1.55 μm ባንዶች ውስጥ ለመልቀቅ ጥቅም ላይ ይውላል።

③InGaAsP / AlGaAs / InGaN

የእነሱ ጥንቅሮች የተለያዩ የሞገድ ርዝመቶችን ለማሳካት መስተካከል ይችላሉ ፣ ይህም ለተስተካከለ-ሞገድ የሌዘር ዲዛይኖች መሠረት ነው።

እነዚህ ቁሳቁሶች በኤሌክትሮን-ቀዳዳ ድጋሚ ከፎቶን ልቀት ጋር በጣም ቀልጣፋ በማድረግ ቀጥተኛ bandgap መዋቅሮችን ያሳያሉ, ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ጥቅም መካከለኛ ውስጥ ለመጠቀም ተስማሚ.

3. የጌን አወቃቀሮች ዝግመተ ለውጥ

የማምረት ቴክኖሎጂዎች እየገፉ በሄዱ ቁጥር በሴሚኮንዳክተር ሌዘር ውስጥ ያሉ የግንዛቤ ግንባታዎች ከቀደምት ሆሞጁንክሽን ወደ ሄትሮጂንክሽን፣ እና ወደ የላቀ የኳንተም ጉድጓድ እና የኳንተም ነጥብ ውቅሮች ተሻሽለዋል።

①Heterojunction Gain መካከለኛ

ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶችን ከተለያዩ ባንዶች ጋር በማጣመር ተሸካሚዎች እና ፎቶኖች በተመረጡ ክልሎች ውስጥ ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊታሰሩ ይችላሉ፣ ይህም የትርፍ ቅልጥፍናን በማሳደግ እና የመነሻ ደረጃን ይቀንሳል።

②የኳንተም ጉድጓድ አወቃቀሮች

የንቁን ክልል ውፍረት ወደ ናኖሜትር ሚዛን በመቀነስ ኤሌክትሮኖች በሁለት ልኬቶች የተገደቡ ናቸው, ይህም የጨረር ድጋሚ ውህደት ውጤታማነት በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል. ይህ ዝቅተኛ የመነሻ ሞገዶች እና የተሻለ የሙቀት መረጋጋት ያላቸው ሌዘርዎችን ያመጣል.

③የኳንተም ነጥብ አወቃቀሮች

ራስን የመሰብሰብ ቴክኒኮችን በመጠቀም ፣ ዜሮ-ልኬት ናኖስትራክቸሮች ተፈጥረዋል ፣ ይህም የኃይል ደረጃ ስርጭትን ይሰጣል ። እነዚህ አወቃቀሮች የተሻሻሉ የትርፍ ባህሪያት እና የሞገድ መረጋጋት ይሰጣሉ, ይህም ለቀጣዩ ትውልድ ከፍተኛ አፈፃፀም ሴሚኮንዳክተር ሌዘር የምርምር ነጥብ ያደርጋቸዋል.

4. ትርፍ መካከለኛው ምን ይወስናል?

①ልቀት የሞገድ ርዝመት

የእቃው ባንድ ክፍተት ሌዘርን ይወስናል's የሞገድ ርዝመት. ለምሳሌ, InGaAs ለኢንፍራሬድ ሌዘር አቅራቢያ ተስማሚ ነው, InGaN ደግሞ ለሰማያዊ ወይም ቫዮሌት ሌዘር ጥቅም ላይ ይውላል.

②ውጤታማነት እና ኃይል

የድምጸ ተያያዥ ሞደም ተንቀሳቃሽነት እና የጨረር-አልባ ድጋሚ ውህደት መጠኖች የኦፕቲካል ወደ ኤሌክትሪክ ልወጣ ቅልጥፍናን ይጎዳሉ።

③የሙቀት አፈፃፀም

የተለያዩ ቁሳቁሶች ለሙቀት ለውጦች በተለያዩ መንገዶች ምላሽ ይሰጣሉ, በኢንዱስትሪ እና በወታደራዊ አከባቢዎች ውስጥ የሌዘር አስተማማኝነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ.

④የማስተካከያ ምላሽ

ትርፍ መካከለኛ በሌዘር ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል's የምላሽ ፍጥነት, ይህም በከፍተኛ ፍጥነት የመገናኛ መተግበሪያዎች ውስጥ ወሳኝ ነው.

5. መደምደሚያ

በሴሚኮንዳክተር ሌዘር ውስብስብ መዋቅር ውስጥ ፣ የትርፍ መካከለኛው በእውነቱ “ልብ” ነው-ሌዘርን የማመንጨት ሃላፊነት ብቻ ሳይሆን በህይወት ዘመኑ፣ መረጋጋት እና የመተግበሪያ ሁኔታዎች ላይ ተጽእኖ ያሳድራል። ከቁሳቁስ ምርጫ እስከ መዋቅራዊ ንድፍ፣ ከማክሮስኮፒክ አፈጻጸም እስከ ጥቃቅን ስልቶች፣ እያንዳንዱ ግኝት መካከለኛ የሌዘር ቴክኖሎጂን ወደ የላቀ አፈጻጸም፣ ወደ ሰፊ አፕሊኬሽኖች እና ጥልቅ አሰሳ እየመራ ነው።

በማቴሪያል ሳይንስ እና ናኖ ፋብሪካ ቴክኖሎጂ ቀጣይነት ያለው እድገት፣የወደፊት ትርፍ መካከለኛ ከፍተኛ ብሩህነት፣ ሰፊ የሞገድ ሽፋን እና ብልህ የሌዘር መፍትሄዎችን እንደሚያመጣ ይጠበቃል።-ለሳይንስ፣ ኢንዱስትሪ እና ማህበረሰብ ተጨማሪ እድሎችን መክፈት።