光源和光發(fā)射機(jī)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和損耗值保持相等，并且諧振腔內(nèi)的前向和后向光波發(fā)生相干時(shí)，才能在諧振腔的兩個(gè)端面輸出譜線很窄的相干光束。 22LD的工作原理23圖 光在法布里 ?珀羅 (FP)諧振腔中的干涉24 激光器起振的相位條件 使諧振腔內(nèi)的前向和后向光波發(fā)生干涉25多縱模 ( 多頻 ) 激光器諧振腔長(zhǎng)度 L 比波長(zhǎng)大很多26 激光器起振的閾值條件受激發(fā)射使腔體得到的增益 = 腔體損耗27圖 FP光腔諧振器28衰減倍數(shù)與放大倍數(shù)必須相等29半導(dǎo)體激光器的增益頻譜 g(?) 相當(dāng)寬（約 10 THz）， 在 FP 諧振腔內(nèi)同時(shí)存在著許多縱模，但只有接近增益峰的縱模變成主模。在理想條件下，其它縱模不應(yīng)該達(dá)到閾值，因?yàn)樗鼈兊脑鲆婵偸潜戎髂Ｐ ?shí)際上，增益差相當(dāng)小，主模兩邊相鄰的一、二個(gè)模與主模一起攜帶著激光器的大部分功率。 這種激光器就稱作 多模半導(dǎo)體激光器。圖 激光器增益譜和損耗曲線閾值增益為兩曲線相交時(shí)的增益值30圖 激光器起振閾值條件的簡(jiǎn)化描述31例題 激光器光腔越長(zhǎng)，模式越多32小 結(jié)光在諧振腔里建立穩(wěn)定振蕩的條件167。 在半導(dǎo)體激光器里，由兩個(gè)起反射鏡作用的晶體解理面構(gòu)成的法布里 ?珀羅諧振腔，它把光束閉鎖在腔體內(nèi)，使之來(lái)回反饋。167。 當(dāng)受激發(fā)射使腔體得到的放大增益等于腔體損耗時(shí)（ 閾值條件 ），并且諧振腔內(nèi)的前向和后向光波發(fā)生相干時(shí)（ 相干條件 ），就保持振蕩，形成等相面和腔體端面平行的駐波，然后穿透諧振腔的兩個(gè)端面，輸出譜線很窄的相干光束。 33 器件結(jié)構(gòu)167。 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器167。 量子限制激光器167。 分布反饋激光器 (DFB)167。 垂直腔表面發(fā)射激光器 (VCSEL)34圖 LED 和幾種 LD 的結(jié)構(gòu) 35167。 同質(zhì)結(jié)構(gòu)只有一個(gè)簡(jiǎn)單 PN結(jié)，且 P 區(qū)和 N 區(qū)都是同一物質(zhì)的半導(dǎo)體激光器。167。 該激光器閾值電流密度太大，工作時(shí)發(fā)熱非常嚴(yán)重，只能在低溫環(huán)境、脈沖狀態(tài)下工作。167。 為了提高激光器的功率和效率，降低同質(zhì)結(jié)激光器的閾值電流，人們研究出了異質(zhì)結(jié)的半導(dǎo)體激光器。同 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) LD36 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器為了提高 LD 的功率和效率，降低同質(zhì)結(jié) LD 的閾值電流，人們研究出了異質(zhì)結(jié) LD所謂 “異質(zhì)結(jié) ”，就是由兩種不同材料（例如 GaAs 和 GaAlAs ） 構(gòu)成的 PN結(jié)。在雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，有三種材料，有源區(qū)被禁帶寬度大、折射率較低的介質(zhì)材料包圍。這種結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)像光纖波導(dǎo)的折射率分布，限制了光波向外圍的泄漏，使閾值電流降低，發(fā)熱現(xiàn)象減輕，可在室溫狀態(tài)下連續(xù)工作。為進(jìn)一步降低閾值電流，提高發(fā)光效率，提高與光纖的耦合效率，常常使
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