140. Wymień znane Ci zastosowania laserów półprzewodnikowych:

• wskaźniki laserowe,

• w łączności światłowodowej,

• w zastosowaniach militarnych jako wskaźniki celu

• w napędach CD, DVD, Blu-ray , XDCAM

• obróbka materiałów

• poligrafia

• metrologia;

•   medycyna;

•   geodezja (do pomiaru odległości np. dalmierze).;

•   drukowanie;

•   poziomowanie;

• czytniki kodów paskowych

•   pompowanie optyczne

141.Omów zasadę działania i budowę diody laserowej oraz określ warunki uzyskania emisji wymuszonej w obszarze aktywnym.

 

Dioda laserowa - laser półprzewodnikowy, w którym medium emitującym światło jest złącze p-n analogiczne do źródła światła w diodzie LED. W odróżnieniu od zwykłej diody elektroluminescencyjnej, dioda laserowa jest zbudowana tak, by stworzyć wokół złącza rezonator optyczny (urządzenie, które scala wypromieniowane fotony w jedną spójną wiązkę zwaną promieniem laserowym), co przy odpowiednio wysokim natężeniu prądu wywołuje inwersję obsadzeń, która sprawia że emisja wymuszona przeważa nad pochłanianiem rezonansowym.

W diodzie laserowej obszary typu p i n (tworzące złącze p-n) są zdegenerowane. W warunkach polaryzacji złącza w przewodzeniu, gdy U ≥ E_g (W_g) /q następuje znaczące obniżenie bariery potencjału co powoduje wzrost prądu płynącego w złączu. To pobudzenie przyczynia się do wystąpienia w tzw. obszarze aktywnym rekombinacji promienistej i emisji spontanicznej promieniowania o częstotliwości γ      (E_g < hγ < (E_Fn-E_Fp)).

              Emisja spontaniczna występuje przy niskich wartościach napięcia U (V_a) polaryzującego złącze. Gdy napięcie polaryzujące rośnie emisja staje się emisją stymulowaną (zwaną WYMUSZONĄ). Emisja stymulowana jest wynikiem rekombinacji wymuszonej przez fotony.

 Cechą charakterystyczną tej emisji jest to, że wyemitowany foton ma fazę drgań oraz kierunek rozchodzenia się zgodny z fotonem wywołującym przejście wymuszone - nazywamy to promieniowaniem spójnym.

W akcji laserowej proces emisji stymulowanej poprzedza występowanie emisji spontanicznej.

 

142.Jaką rolę spełniają fotodetektory? Omów wewnętrzne zjawisko foto

-elektryczne w półprzewodniku samoistnym „i”, domieszkowym typu „n” i „p”. Określ warunek progowy wewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego dla tego rodzaju pp.

 

FOTODETEKTORY to elementy optoelektroniczne, które zamieniają sygnał optyczny na sygnał elektryczny.

Pod wpływem absorpcji promieniowania optycznego w półprzewodniku może zachodzić wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne. Fotony absorbowane przez półprzewodnik mogą spowodować:

-          powstanie nośników prądu w drodze generacji par elektron-dziura - PP SAMOISTNY

-          lub w drodze generacji jednego typu nośników z poziomów domieszkowych (jonizacji donorów (PP typu N) lub akceptorów (PP typu P) w niskich temperaturach)

Warunkiem wystąpienia powyższych efektów jest odpowiednia energia absorbowanego fotonu.

 

Warunek progowy wewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego:

 

λ_prog = ch / W_g ,

 

gdzie: c- prędkość światła, h- stała Plancka

 

 

         PP samoistny:     

hν > W_g ,     stąd:  λ_prog [μm] = 1,24 / W_g [eV]

 

         PP donorowy (typu N):    

hν ≥ W_c - W_d ,    stąd:     λ_prog [μm] = 1,24 / W_c - W_d [eV]

 

         PP akceptorowy (typu P):

hν ≥ W_a - W_v ,    stąd:     λ_prog [μm] = 1,24 / W_a - W_v [eV]

---