激光二極管的振蕩波長是怎樣的？

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2023-02-09 11:25:39 954

激光二極管的發(fā)光原理：激光二極管中的P-N結(jié)由兩個(gè)摻雜的砷化鎵層形成。它有兩個(gè)平端結(jié)構(gòu)，平行于一端鏡像（高度反射面）和一個(gè)部分反射。要發(fā)射的光的波長與連接處的長度正好相關(guān)。當(dāng)P-N結(jié)由外部電壓源正向偏置時(shí)，電子通過結(jié)而移動，并像普通二極管那樣重新組合。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)，光子被釋放。這些光子撞擊原子，導(dǎo)致更多的光子被釋放。隨著正向偏置電流的增加，更多的電子進(jìn)入耗盡區(qū)并導(dǎo)致更多的光子被發(fā)射。最終，在耗盡區(qū)內(nèi)隨機(jī)漂移的一些光子垂直照射反射表面，從而沿著它們的原始路徑反射回去。反射的光子再次從結(jié)的另一端反射回來。光子從一端到另一端的這種運(yùn)動連續(xù)多次。在光子運(yùn)動過程中，由于雪崩效應(yīng)，更多的原子會釋放更多的光子。這種反射和產(chǎn)生越來越多的光子的過程產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的激光束。在上面解釋的發(fā)射過程中產(chǎn)生的每個(gè)光子與在能級，相位關(guān)系和頻率上的其他光子相同。因此，發(fā)射過程給出單*長的激光束。為了產(chǎn)生一束激光，必須使激光二極管的電流超過一定的閾值電平。低于閾值水平的電流迫使二極管表現(xiàn)為LED，發(fā)出非相干光。

振蕩波長 (λ)

振蕩波長用符號λ表示，單位是nm（納米）。
由有源層結(jié)晶材料具有的禁帶寬度和芯片結(jié)構(gòu)參數(shù)的共振器長度決定。
共振器長度存在很多候選振蕩波長，但禁帶寬度周圍增益最大的波長發(fā)生振蕩。
如果結(jié)區(qū)（有源層）溫度上升，則共振器長度發(fā)生物理伸長或折射率變大，如果殼體溫度及光輸出增大，則振蕩波長將變長。

振蕩波長 (λ)：測量方法

使用APC驅(qū)動器，使LD的光輸出保持一定。
使用集光鏡頭令激光入射到光纖上，再通過光纖輸入光譜分析儀，觀測振蕩光譜。

【測量示意圖】

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