Semikondokito ẹrọ iyipada: orisi ti ẹrọ, awọn ọna opo, awọn lilo ti

Semikondokito ẹrọ iyipada ni o wa kuatomu Generators orisun semikondokito lọwọ alabọde, ninu eyiti awọn opitika alaye nipa ji to njade lara wa ni da ni orilede laarin awọn kuatomu agbara awọn ipele ni a ga fojusi ti free idiyele ẹjẹ ni agbegbe.

Semikondokito lesa: opo ti awọn isẹ

Deede, awọn opolopo ninu elekitironi be lori valency ipele. Nigba ona fotonu agbara gidigidi agbara iye gboro, a semikondokito, elekitironi wá sinu ipinle ti inudidun, ati kikan ewọ ibi, gbigbe sinu a free ibi kan, ninu fifokansi ni awọn oniwe-kekere eti. Nigbakannaa, a iho akoso ninu awọn valence ipele, nyara si awọn oniwe-oke aala. Awọn elekitironi ni free agbegbe aago recombine pẹlu ihò, radiating agbara dogba si ni agbara ti awọn rupture ibi, ni awọn fọọmu ti photons. Ikojọpọ tuntun le ti wa ni mu dara si nipa photons pẹlu to agbara ipele. Ìtúwò apejuwe ni ibamu si awọn Fermi pinpin iṣẹ.

ẹrọ

Awọn semikondokito lesa ẹrọ ni a lesa ẹrọ ẹlẹnu meji ti fa agbara elekitironi ati ihò ninu awọn agbegbe p-n-orilede - ojuami ti olubasọrọ pẹlu awọn conductive semikondokito p- ati n-iru. Siwaju si, nibẹ ni o wa semikondokito ẹrọ iyipada pẹlu opitika agbara input ninu eyi ti awọn tan ina re si ti wa ni akoso nipasẹ awọn gbigba ti awọn photons ti ina ati kuatomu kasikedi ẹrọ iyipada, eyi ti o ti wa ni orisun lori awọn itejade laarin awọn agbegbe ita.

be

Aṣoju agbo lo ninu semikondokito ẹrọ iyipada ati awọn miiran optoelectronic awọn ẹrọ, bi wọnyi:

• gallium arsenide;
• gallium phosphide;
• gallium nitride;
• indium phosphide;
• indium gallium arsenide;
• gallium aluminiomu arsenide;
• gallium-indium-gallium nitride;
• phosphide, gallium-indium.

wefulenti

Awọn wọnyi ni agbo - direct-aafo semiconductors. Indirect- (alumọni) ko ni emit imọlẹ pẹlu to agbara ati ṣiṣe. Awọn wefulenti ti awọn Ìtọjú ti awọn ẹrọ ẹlẹnu meji lesa da lori agbara ti awọn fotonu agbara ti yonuso si ni iye aafo ti awọn pato yellow. Awọn 3- ati 4-paati semikondokito agbo agbara band gboro ni o le wa continuously orisirisi lori kan jakejado ibiti o. Ni AlGaAs = Al _x Ga _1-x Bi, fun apẹẹrẹ, npo aluminiomu akoonu (ilosoke ninu x) ni o ni awọn ipa ti ilosoke ninu awọn agbara iye gboro.

Nigba ti awọn wọpọ semikondokito ẹrọ iyipada ṣiṣẹ ni awọn sunmọ infurarẹẹdi apa ti awọn julọ.Oniranran, diẹ ninu awọn emit pupa (gallium indium phosphide), bulu tabi eleyi ti (gallium nitride) awọn awọ. Apapọ infurarẹẹdi semikondokito lesa (asiwaju selenide) ati kuatomu kasikedi ẹrọ iyipada.

Organic semiconductors

Yato si awọn loke ẹya ara agbo le ṣee lo ki o si Organic. O yẹ ọna ti jẹ ṣi labẹ idagbasoke, ṣugbọn awọn oniwe-idagbasoke ileri lati significantly din iye owo ti gbóògì to ti ẹrọ iyipada. Nítorí jina, nikan ni idagbasoke Organic ẹrọ iyipada pẹlu opitika agbara input ati ki o ga-išẹ ina fifa ti ko sibẹsibẹ a ti ami.

eya

Nipa a ọpọ ti semikondokito ẹrọ iyipada pẹlu o yatọ si sile ati ohun elo iye.

Kekere lesa diodes gbe awọn kan tan ina re si ti ga-didara darí Ìtọjú ti agbara awọn sakani lati kan diẹ ọgọrun to ẹdẹgbẹta milliwatts. awọn lesa ẹrọ ẹlẹnu meji ërún ni a tinrin onigun awo, eyi ti Sin bi a waveguide, niwon awọn Ìtọjú ni opin si kekere kan aaye. Crystal doped pẹlu mejeji lati ṣẹda a PN-orilede kan ti o tobi agbegbe. Awọn didan pari ṣẹda ohun opitika resonator ti a Fabry - Perot interferometer. Fotonu ran nipasẹ awọn iho lati fa ikojọpọ tuntun Ìtọjú yoo mu, emi o si bẹrẹ awọn iran. Wọn ti wa ni lo ninu ina lesa ijuboluwole, CD- ati DVD-ẹrọ orin, bi daradara bi okun opitiki.

Kekere agbara ẹrọ iyipada ati ki o ri to ẹrọ iyipada pẹlu ohun ita iho fun ti o npese kukuru isọ le muu iṣẹlẹ.

semikondokito ẹrọ iyipada pẹlu ohun ita iho agbajo ti a lesa ẹrọ ẹlẹnu meji, eyi ti yoo kan ipa ninu tiwqn ti awọn ere alabọde diẹ lesa-resonator. O lagbara ti iyipada wavelengths ati ki o ni kan dín to njade lara iye.

Abẹrẹ ẹrọ iyipada ni o wa semikondokito ekun ti Ìtọjú ni a ọrọ iye, o le se ina kan kekere didara tan ina agbara ti awọn orisirisi Watts. O oriširiši kan ti a ti tinrin lọwọ Layer sọnu laarin awọn p- ati n-Layer, lara kan ė heterojunction. Awọn siseto ahamo ti imọlẹ ninu awọn ita itọsọna ti wa ni sonu, eyi ti àbábọrẹ ni ga tan ellipticity ati unacceptably ga ala sisan.

Alagbara ẹrọ ẹlẹnu meji imole, wa ninu ohun orun ti diodes, àsopọmọBurọọdubandi, o lagbara ti producing a tan ina ti mediocre didara agbara ti mewa ti Wattis.

Alagbara meji-onisẹpo imole ti diodes le se ina a agbara ti ogogorun egbegberun Wattis.

Dada-emitting ẹrọ iyipada (VCSEL) emitting ina wu tan didara ni orisirisi awọn milliwatts ìgùn si awo. Lori awọn Ìtọjú dada ti resonator digi ti wa ni loo ni awọn fọọmu ti fẹlẹfẹlẹ ni dynes ¼ igbi pẹlu o yatọ si refractive iwon. Lori kan nikan ni ërún le ṣee ṣe orisirisi awọn ọgọrun ẹrọ iyipada, eyi ti o ṣi soke awọn seese ti ibi-gbóògì.

C VECSEL ẹrọ iyipada opitika agbara input ati awọn ẹya ita resonator o lagbara ti o npese a tan ina ti o dara didara agbara ti awọn orisirisi Wattis ni a mode manti.

Iṣẹ semikondokito lesa kuatomu kasikedi iru da lori awọn itejade laarin awọn igbohunsafefe (ni itansan si interband). Awọn wọnyi ni awọn ẹrọ emit ni aarin ekun ti awọn infurarẹẹdi julọ.Oniranran, ma ni terahertz ibiti o. Wọn ti wa ni lilo, fun apẹẹrẹ, bi gaasi analyzers.

Semikondokito ẹrọ iyipada: awọn ohun elo ati awọn ifilelẹ ti ise ti

Ga agbara-ẹrọ ẹlẹnu meji ẹrọ iyipada pẹlu gíga electrically ti fa ni dede voltages wa ni lo bi nyara munadoko ọna ti kiko fun agbara ri to ipinle ẹrọ iyipada.

Semikondokito ẹrọ iyipada le ṣiṣẹ ni kan ti o tobi ibiti o ti nigbakugba ti o ba pẹlu awọn han, nitosi infurarẹẹdi ati arin infurarẹẹdi apa ti awọn julọ.Oniranran. Da awọn ẹrọ to tun yi izducheniya igbohunsafẹfẹ.

Lesa diodes le ni kiakia yipada ki o si modulate awọn opitika agbara ti o ti lo ni okun opitiki ibaraẹnisọrọ ila Pawọn.

Awọn wọnyi ni abuda ti ṣe semikondokito ẹrọ iyipada ni o wa technologically awọn pataki iru ti maser. Wọn ti wa ni lilo:

• a telemetry sensosi, pyrometers, opitika altimeter, rangefinders, fojusi, holography;
• ni okun opitika gbigbe awọn ọna šiše ati data ipamọ, soro da ibaraẹnisọrọ awọn ọna šiše;
• lesa Awọn ẹrọ atẹwe, video projectors, ifẹnule, bar koodu scanner, image scanner, CD-orin (DVD, CD, Blu-Ray);
• ni aabo awọn ọna šiše, kuatomu cryptography, adaṣiṣẹ, ifi;
• ni opitika metrology ati sipekitirosikopi;
• ni abẹ, Eyin, cosmetology, ailera;
• omi ìwẹnumọ, awọn ohun elo ti mu, fun ti a ri to ipinle ẹrọ iyipada, iṣakoso ti kemikali aati ni ise ayokuro, ise ẹrọ, iginisonu awọn ọna šiše, ati air olugbeja awọn ọna šiše.

polusi o wu

Ọpọ semikondokito lesa gbogbo lemọlemọfún tan. Nitori awọn kukuru ibugbe akoko ti elekitironi ni afonahan ipele won wa ni ko gan dara fun o npese a Q-Switched isọ, ṣugbọn kioto-lemọlemọfún mode ti isẹ ti le significantly mu awọn kuatomu monomono agbara. Ni afikun, semikondokito ẹrọ iyipada le ṣee lo fun awọn iran ti ultrashort polusi mode-titiipa tabi yi pada ti awọn ere. Apapọ agbara kukuru isọ, maa ni opin si kan diẹ milliwatts ayafi VECSEL-optically ti fa ẹrọ iyipada, eyi ti o wu wattage won picosecond isọ pẹlu kan igbohunsafẹfẹ ninu awọn mewa ti gigahertz.

Awose ati idaduro

Awọn anfani ti kukuru ibugbe itanna ni afonahan iye ti semikondokito ẹrọ iyipada ni agbara lati modulate awọn ga igbohunsafẹfẹ ti o ni VCSEL-ẹrọ iyipada ti koja 10 GHz. O ti a ti lo ni opitika gbigbe data, sipekitirosikopi, lesa idaduro.