ї потужності LED досить стабілізувати ланцюг живлення джерела, тому світлодіодні джерела відрізняються підвищеною стабільністю вихідного рівня. Вони дешевші лазерних і часто застосовуються для аналізу втрат в оптичних кабелях малої довжини. Проте використання їх для вимірювання значних величин затуханий оптичного волокна , коли потрібна значна потужність переданого вимірювального оптичного сигналу, недоцільно, оскільки вихідна потужність оптичного випромінювання у них значно менше ніж у лазерних діодів.
При розробці конструкцій СІД необхідно зменшувати поглинання фотонів напівпровідником і забезпечити ефективний введення випромінювання в оптичне волокно.
2.3 Принцип дії і конструкція лазерних діодів
Напівпровідниковий лазер - це випромінюючий напівпровідниковий прилад, призначений для безпосереднього перетворення електричної енергії в енергію когерентного оптичного випромінювання.
В основі принципу дії лазера лежать три фізичних явища: - інверсія населеності;
вимушене випромінювання;
позитивний зворотний зв'язок.
Лазер складається з трьох основних елементів:
активного середовища (активного елементу), в якій створюється інверсія населеності;
джерела накачування;
пристрою, що забезпечує позитивний зворотний зв'язок (оптичний резонатор).
Загальна структурна схема лазера наведена на малюнку 14
Малюнок 14 Загальна структурна схема лазера
Активна середу
В якості активного середовища в інжекційних лазерах використовують напівпровідниковий кристал з pn переходом. При цьому pn переходом називається умовна межа розділу двох областей кристала, одна з яких має дірковий тип провідності, а інша - електронний.
В електроніці для виготовлення pn переходів найчастіше використовується один напівпровідниковий матеріал (як правило, це кремній) і тому такі переходи називають іноді гомопереходамі . У оптоелектроніці, зокрема при виготовленні лазерів, виникає необхідність створення pn переходів з використанням різних напівпровідникових матеріалів. Переходи, в яких використовується більше одного напівпровідникового матеріалу, називають гетероперехідами.
Так як показник заломлення напівпровідникових матеріалів, що використовуються в лазерній техніці, зазвичай більше 2,5, а в активній лазерної середовищі перевищує 3,5, то коефіцієнт відбиття на границі напівпровідниковий кристал - повітря досить високий (0, 3 ... 0,6).
Однорідний напівпровідник при будь-якому рівні легування залишається електрично нейтральним, але в шарах, з двох сторін примикають до pn-переходу, електронейтральність відсутня . У результаті дифузії дірок з p-області в n-область і електронів у зворотному напрямку близько pn-переходу створюється область об'ємного заряду q, а нейтральними будуть тільки віддалені ділянки діода. Об'ємний заряд в p-області - негативний, а в n-області - позитивний. Цей об'ємний заряд створює внутрішнє електричне поле e внутр спрямоване з n-області в p-область.
...
