Hálfleiðari Leysir: tegundir tækinu, rekstrar meginreglu, notkun

Hálfleiðari leysir skammtafræðiáhrif rafala byggt hálfleiðara virk miðlungs, þar sem sjón mögnun með örvaðri útbúinn í umskipti milli sem vakna magni orku á háum styrk af ókeypis að kostnaðarlausu berum á svæðinu.

Hálfleiðari leysir: Meginreglan um rekstur

Venjulega er meirihluti rafeinda staðsett á valency vettvangi. Á nálgun photon orku umfram orkubandbil, hálfleiðara, koma rafeindir í stöðu örvun og brjóta bannað svæði, flytja inn á frísvæði, einbeita á neðri brún hennar. Samtímis, gat myndast í gildisrafeindir stigi, hækkandi að efri brún þess. Rafeinda í frísvæði recombine með holur, radiating orku sem svarar til á orku rof Zone, í formi ljóseindir. Endurröðun má auka með því að ljóseindir með nægilega orku stigi. Tölulegar lýsingu samsvarar Fermi dreifingu virka.

tækið

The hálfleiðurum leysir Tækið er leysir díóða dælt orku rafeindir og holur á þessu svæði p-n-umskipti - að benda á snertingu við leiðandi hálfleiðara p- og N-gerð. Enn fremur eru hálfleiðara leysir með sjón-orku inntakinu þar sem geisla er mynduð af frásog ljóseindir af léttum og skammtafræði Cascade leysir, sem eru byggðar á skiptingunum innan svæðanna.

uppbygging

Dæmigert efnasamböndin notuð hálfleiðara leysir og önnur optoelectronic tæki, eins og hér segir:

• Gallín arsenide;
• Gallín phosphide;
• Gallín nitride;
• Indín phosphide;
• indíum Gallín arsenide;
• Gallín ál arsenide;
• Gallín-Indín-Gallín nitride;
• phosphide, gallium-Indín.

bylgjulengd

Þessi efnasambönd - Bein-skarð hálfleiðara. Indirect- (kísill) ekki gefa frá sér ljós með nægilegu afli og skilvirkni. Bylgjulengd geislun á díóðu leysir veltur á orku photon orku nálgast band bilið á tilteknu efnasambandi. The 3- og 4-þátta hálfleiðurum efnasambönd orkubandbil hún kann að vera á samfelldan hátt yfir vftt svið. At AlGaAs = Al _x Ga _1-x eins og til dæmis, að auka ál efni (aukning á x) hefur þau áhrif að aukning á orkubandbil.

Þó algengustu hálfleiðurum leysir starfa í náinni innrauða hluta litrófsins, sumir gefa frá sér rautt (Gallín Indín phosphide), blár eða fjólublár (Gallín nitride) liti. Meðal innrautt hálfleiðurum leysir (blý Seleníðið) og skammtafræði cascade leysir.

lífræn hálfleiðarar

Fyrir utan að ofan ólífræn hægt að nota efnasamböndin og lífræn. Viðeigandi tækni er enn í þróun en þróun hennar lofar að dregið verulega úr kostnaði við framleiðslu á leysir. Svo langt, aðeins þróað lífræn leysir með sjón orku inntak og hár-flutningur rafmagns dæla hefur ekki enn verið náð.

tegundir

Er af fjölda hálfleiðurum leysir með mismunandi breytum og umsókn gildi.

Lítil leysir díóða framleiða geisla hágæða vélrænni geislun sem vald bilinu nokkur hundruð til fimm hundruð milliwatts. leysir díóða flís er þunnt rétthyrnd plata, sem þjónar sem waveguide, þar sem geislun takmörkuð við litlu rými. Crystal efnabætt með báðum hliðum til að búa til PN-umskipti stóru svæði. Fáður endar búa optical hermi af Fabry - Perot interferometer. Photon liggur í gegnum hola til að valda endurröðun geislun mun aukast, og mun hefja kynslóð. Þau eru notuð í músina leysir, CD-og DVD-spilara, auk ljósleiðara.

Low leysir máttur og solid leysir með utanaðkomandi hola til að mynda stuttar púlsum kunna að samstilla viðburði.

hálfleiðara leysir með utanaðkomandi hola samanstendur af a leysir díóða, sem gegnir hlutverki í samsetningu öðlast miðlungs meiri leysir-resonator. Fær um að breyta bylgjulengd og hafa þröngt losun band.

Innspýting leysir eru hálfleiðurum svæði geislunar í víðum hljómsveit, er hægt að búa til lítil gæði geisla kraft nokkrum Watts. Það samanstendur af þunnu virku lags sem er sett á milli p- og n-lag, og myndar tvöfalda heterojunction. Orsakir innilokun ljós í hlið átt vantar, sem leiðir í hár geisla ílengd og óviðunandi hár þröskuldur straumum.

Öflugur díóða fylki, sem samanstendur af fjölda díóða, breiðband, fær um að framleiða geisla miðlungs gæðum krafti tugum vött.

Öflugur tvívíð fylki af díóða er hægt að búa til kraft hundruð þúsunda vött.

Surface-emitting leysir (VCSEL) emitting ljós framleiðsla geisla gæði í nokkrum milliwatts hornrétt á plötuna. Á geislun yfirborð resonator spegil er beitt í formi laga í dynes ¼ veifa með mismunandi brotstuðli. Á einni flís er hægt að gera nokkur hundruð leysir, sem opnar möguleika á fjöldaframleiðslu.

C VECSEL leysir sjón orku inntak og ytri hermi fær um að mynda geisla góða orku af nokkrum wött á ham læsingu.

Vinna hálfleiðurum leysir skammtafræði Cascade gerð á grundvelli skiptingar innan hljómsveitum (í mótsögn við interband). Þessi tæki gefa frá sér í miðjum svæðinu á innrauða litróf, stundum í terahertz svið. Þau eru notuð, til dæmis, eins og greiningartæki gas.

Hálfleiðari leysir: beiting og helstu þætti

Hár-máttur díóða leysir með mjög rafmagni dælt við hóflegt spennu eru notuð sem afar skilvirkar leiðir til að flytja orku solid ástand leysir.

Hálfleiðari leysir geta starfað á mikið úrval af tíðni sem felur í sér sýnilegt, nálægt innrautt og miðju innrauða hluta litrófsins. Búið tæki einnig að breyta izducheniya tíðni.

Laser díóða getur auðveldlega skipt og móta sjón kraft sem er notað í ljósleiðara samskipti línur sendum.

Þessir eiginleikar hafa gert hálfleiðurum leysir eru tæknilega mikilvægasta tegund Maser. Þau eru notuð:

• a telemetry skynjara, háhitamælar, sjón hæðarmælir, sviðleitara, markið, holography;
• í fiber sjón flutningskerfum og gögn geymsla, samhangandi fjarskiptakerfi;
• leysir prentara, vídeó sýningarvél, ábendingum, strikamerki skanni, mynd skanni, CD-spilara (DVD, CD, Blu-Ray);
• í kerfum öryggi, skammtafræði dulmál, sjálfvirkni, vísa;
• Ijósfræðilegs mælifræði og litrófsgreiningu;
• í skurðaðgerð, tannlækningar, Snyrtifræði, meðferð;
• vatn hreinsun, efni meðhöndlun, dæling hjartans á solid leysir ástand, stjórn á efnahvörfum í iðnaði að flokka, iðnaðar vélar, kveikju kerfi, og loft varnir kerfi.

púls framleiðsla

Flestir hálfleiðurum leysir býr til samfellda geisla. Vegna skamms dvalartíma rafeinda í leiðni stigi þeir eru ekki mjög hentugur til að mynda Q-rofi belgjurtir, en hálf-samfellda háttur af gangur geta verulega auka the skammtafræði rafall máttur. Að auki, hálfleiðara leysir má nota til að afla ofurstutt púls ham-læstar eða skipta á ávinningi. Meðal Power Stutt belgjurtir, yfirleitt takmörkuð við nokkrar milliwatts nema VECSEL-sjónrænt dælt leysir, sem framleiðslan rafafl sem mæld picosecond púls með tíðni í tugum Gigahertz.

Mótum og stöðugleika

Kosturinn við stuttan búsetu rafeinda í leiðni band hálfleiðurum leysir er hæfni til að móta hátíðni sem hafa VCSEL-leysir umfram 10 GHz. Það hefur verið notað í sjón gagnaflutninga, litrófsgreiningu, leysir stöðugleika.