အတတ်ပညာ ဗဟုသုတ

semiconductor လေဆာ diodes အမျိုးအစားများ

2021-03-19
လေဆာများကို ၎င်းတို့၏ဖွဲ့စည်းပုံအရ အမျိုးအစားခွဲခြားထားပါသည်- FP၊ DFB၊ DBR၊ QW၊ VCSEL FP- Fabry-Perot၊ DFB- ဖြန့်ဝေတုံ့ပြန်ချက်၊ DBR- ဖြန့်ဝေထားသော Bragg ရောင်ပြန်၊ QW- ကွမ်တမ်ကောင်း၊ VCSEL- ဒေါင်လိုက်အပေါက်မျက်နှာပြင် ရောင်ပြန်ဟပ်သော လေဆာ။
(1) Fabry-Perot (FP) အမျိုးအစား လေဆာဒိုင်အိုဒသည် epitaxially ကြီးထွားလာသည့် တက်ကြွသောအလွှာနှင့် တက်ကြွသောအလွှာ၏ နှစ်ဖက်စလုံးတွင် ကန့်သတ်အလွှာဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး၊ ပဲ့တင်ထပ်နေသော အပေါက်သည် သလင်းကျောက်၏ အကွဲအပြဲလေယာဉ်နှစ်စင်းနှင့် တက်ကြွသောအလွှာတို့ ပါဝင်သည်။ N အမျိုးအစားဖြစ်နိုင်ပြီး P အမျိုးအစားလည်း ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။ တီးဝိုင်းကွာဟချက်ကြောင့် heterojunction barrier တည်ရှိခြင်းကြောင့်၊ တက်ကြွသောအလွှာသို့ ထိုးသွင်းထားသော အီလက်ထရွန်နှင့် အပေါက်များကို ပါးလွှာသော တက်ကြွသောအလွှာတွင် ချုပ်နှောင်ထား၍မရပါ၊ ထို့ကြောင့် သေးငယ်သော လျှပ်စီးကြောင်းတစ်ခုပင် စီးဆင်းသွားစေရန် အခြားတစ်ဖက်တွင် နားလည်ရလွယ်ကူပါသည်။ လက်တွင်၊ ကျဉ်းမြောင်းသော band gap တက်ကြွသောအလွှာသည် အချုပ်အနှောင်အလွှာထက် ပိုကြီးသောအလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းရှိပြီး၊ အလင်းသည် ကြီးမားသောအတိုးနှုန်းရှိသည့်ဒေသတစ်ခုတွင် စုစည်းထားသောကြောင့် ၎င်းကို တက်ကြွသောအလွှာတွင် ကန့်သတ်ထားသည်။ တက်ကြွသောအလွှာရှိ ပြောင်းပြန် bifurcation ကိုဖွဲ့စည်းထားသော electric-F သည် conduction band မှ valence band (သို့မဟုတ် impurity level) သို့ ကူးပြောင်းသောအခါ၊ ဖိုတွန်များကို ဖိုတွန်များထုတ်လွှတ်ရန်အတွက် အပေါက်များနှင့် ပေါင်းစပ်ပြီး ဖိုတွန်များကို အကွဲအပြဲနှစ်ခုရှိသော အပေါက်တစ်ခုတွင် ဖြစ်ပေါ်လာပါသည်။ လေယာဉ်များ။ အလင်းပြန်မှုရရှိရန် အပြန်အလှန် ရောင်ပြန်ဟပ်မှု ပျံ့နှံ့မှုကို စဉ်ဆက်မပြတ် မြှင့်တင်ထားသည်။ optical gain သည် resonant cavity ဆုံးရှုံးမှုထက် ပိုများသောအခါ၊ လေဆာသည် အပြင်သို့ ထုတ်လွှတ်သည်။ လေဆာသည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော လှုံ့ဆော်မှု-ထုတ်လွှတ်သော optical resonant အသံချဲ့စက်ဖြစ်သည်။
(2) ဖြန့်ဝေထားသောတုံ့ပြန်ချက် (DFB) လေဆာဒိုင်အိုဒနှင့် FP အမျိုးအစားလေဆာဒိုင်အိုဒတို့ကြား အဓိကကွာခြားချက်မှာ ကလိုင်မှန်၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုမရှိဘဲ၊ ၎င်း၏ရောင်ပြန်ဟပ်မှုယန္တရားသည် တက်ကြွသောဧရိယာလှိုင်းလမ်းညွှန်ပေါ်ရှိ Bragg grating မှသာလျှင် ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ Bragg scattering နိယာမ၏ အလင်းဝင်ပေါက်ကို ကျေနပ်သည်။ ၎င်းကို ကြားခံတွင် အပြန်ပြန်အလှန်လှန်ထင်ဟပ်ခွင့်ပြုထားပြီး ကြားခံသည် လူဦးရေပြောင်းပြန်လှန်ခြင်းနှင့် အမြတ်သတ်မှတ်မှုအခြေအနေနှင့် ကိုက်ညီသည့်အခါ လေဆာပေါ်လာသည်။ ဤရောင်ပြန်ဟပ်မှုယန္တရားသည် သိမ်မွေ့သောတုံ့ပြန်မှုယန္တရားဖြစ်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် တုံ့ပြန်ချက်လေဆာဒိုင်အိုဒကို ဖြန့်ဝေသည့်အမည်ပေးသည်။ Bragg grating ၏ ကြိမ်နှုန်းရွေးချယ်မှုလုပ်ဆောင်ချက်ကြောင့်၊ ၎င်းသည် အလွန်ကောင်းမွန်သော monochromaticity နှင့် directionality ရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ ၎င်းသည် မှန်တစ်ခုအနေဖြင့် crystal cleavage plane ကို အသုံးမပြုသောကြောင့် ပေါင်းစပ်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူသည်။
(3) Distributed Bragg (DBR) reflector laser diode နှင့် DFB လေဆာ diode အကြားခြားနားချက်မှာ ၎င်း၏ Periodic trench သည် active waveguide မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်မဟုတ်ဘဲ active layer waveguide ၏ နှစ်ဘက်စလုံးရှိ passive waveguide တွင်၊ Passive Periodic Corrugated waveguide သည် Bragg မှန်ကဲ့သို့ လုပ်ဆောင်သည်။ အလိုအလျောက်ထုတ်လွှတ်မှုရပ်ဝန်းတွင် Bragg ကြိမ်နှုန်းအနီးရှိ အလင်းလှိုင်းများကသာ ထိရောက်သောတုံ့ပြန်ချက်ကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်။ တက်ကြွသောလှိုင်းလမ်းညွှန်၏ လက္ခဏာရပ်များနှင့် passive periodic waveguide ၏ Bragg ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကြောင့် Bragg ကြိမ်နှုန်းအနီးရှိ အလင်းလှိုင်းကသာ လေဆာကို ထုတ်လွှတ်သည့် oscillation အခြေအနေအား ကျေနပ်စေသည်။
(4) Quantum Well (QW) Laser Diodes တက်ကြွသောအလွှာ၏အထူကို De Broglie wavelength (λ 50 nm) သို့ လျှော့ချလိုက်သောအခါ သို့မဟုတ် Bohr အချင်းဝက် (1 မှ 50 nm) နှင့် နှိုင်းယှဉ်သောအခါတွင် semiconductor ၏ ဂုဏ်သတ္တိများမှာ၊ အခြေခံကျ။ ပြောင်းလဲမှုများ၊ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစွမ်းအင် တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ၊ သယ်ဆောင်သူ၏ ရွေ့လျားနိုင်မှု ဂုဏ်သတ္တိများသည် အသစ်သော အကျိုးသက်ရောက်မှု ရှိလိမ့်မည် - ကွမ်တမ်အကျိုးသက်ရောက်မှု၊ သက်ဆိုင်သော အလားအလာကောင်းများသည် ကွမ်တမ်ရေတွင်းတစ်ခု ဖြစ်လာသည်။ LD ကို superlattice နှင့် quantum well တည်ဆောက်ပုံဖြင့် LD ကို quantum well LD ဟုခေါ်သည်။ carrier အလားအလာကောင်းသော LD ရှိခြင်းကို single quantum well (SQW) LD ဟုခေါ်ပြီး ကွမ်တမ်ရေတွင်း LD ကို n carrier အလားအလာရှိသောတွင်းများနှင့် (n+1) အတားအဆီးကို multi-precharge well (MQW) LD ဟုခေါ်သည်။ ကွမ်တမ်ရေတွင်းလေဆာဒိုင်အိုဒတွင် ယေဘူယျနှစ်ထပ်အဟန့်အတား (DH) လေဆာဒိုင်အိုဒ၏ တက်ကြွသောအလွှာအထူ (ဃ) ကို နာနိုမီတာ ဆယ်ဂဏန်း သို့မဟုတ် ထိုထက်နည်းအောင် ပြုလုပ်ထားသည်။ Quantum well laser diodes များတွင် low threshold current၊ မြင့်မားသောအပူချိန်လုပ်ဆောင်မှု၊ ကျဉ်းမြောင်းသော spectral line width နှင့် high modulation speed တို့၏ အားသာချက်များရှိသည်။
(5) ဒေါင်လိုက်အခေါင်းပေါက် မျက်နှာပြင်ကို ထုတ်လွှတ်သော လေဆာ (VCSEL) ၎င်း၏ တက်ကြွသော ဒေသသည် ချုပ်နှောင်ထားသည့် အလွှာနှစ်ခုကြားတွင် တည်ရှိပြီး double heterojunction (DH) ဖွဲ့စည်းမှုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ တက်ကြွသောဒေသတွင် ဆေးထိုးလျှပ်စီးကြောင်းကို ကန့်သတ်ရန်အတွက်၊ မြှုပ်သွင်းဖန်တီးမှုနည်းပညာများဖြင့် စက်ဝိုင်းပုံလှုပ်ရှားသည့်နေရာ၌ အစားထိုးထည့်သွင်းခြင်းလျှပ်စီးကြောင်းကို လုံးဝကန့်သတ်ထားသည်။ ၎င်း၏အပေါက်အလျားသည် DH တည်ဆောက်ပုံ၏ အရှည်အားဖြင့် ယေဘုယျအားဖြင့် 5 ~ 10μm တွင် မြှုပ်နှံထားပြီး ၎င်း၏အပေါက်၏ကြည့်မှန်နှစ်ချပ်သည် သလင်းကျောက်၏ ကွဲထွက်မှုပုံစံမဟုတ်တော့ဘဲ ၎င်း၏မှန်တစ်ချပ်ကို P ဘက်တွင် ထားထားသည် (အခြားတစ်ဖက်၊ ကြေးမုံဘက်ခြမ်းကို N ဘက် (အလွှာဘေး သို့မဟုတ် အလင်းအထွက်ဘက်ခြမ်း) တွင် ထားရှိထားသည်။ ၎င်းသည် မြင့်မားတောက်ပသော ထိရောက်မှု၊ အလွန်နိမ့်သော အလုပ်အင်သယ်လ်ပီ၊ မြင့်မားသော အပူချိန် တည်ငြိမ်မှုနှင့် တာရှည် ဝန်ဆောင်မှု သက်တမ်းတို့ ပါဝင်သည်။
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept