МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ордена Трудового Красного Знамени Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики
Кафедра «Направляющие телекоммуникационные среды»
ПРАКТИКУМ № 18-Л
Исследование ватт-амперной характеристики лазерного диода
Москва 2022
План УМД 2022/2023 уч.год
ПРАКТИКУМ № 18-Л
Исследование ватт-амперной характеристики лазерного диода
Составители: |
Колесников О. В., к.т.н., доцент. |
|
Пчелкина Н.В. к.т.н. доцент. |
|
Болотов Д.В. инженер |
Изучаются особенности ватт-амперной характеристики лазерного диода
Ил. 11, табл. 2, список лит. назв. 1.
Издание утверждено на заседании кафедры «Направляющие телекоммуникационные среды», протокол № 2022-06 от 28.06.2022 г.
Рецензент: Машковцева Л.С., к.х.н., доцент
Цель работы
Измерить и изучить особенности ватт-амперной характеристики лазерного диода.
Задание
2.1 Ознакомиться с техникой безопасности работы с лазерным оборудованием и получить допуск на выполнение лабораторной работы
2.2 Собрать экспериментальную схему
2.3 Ввести необходимые установки оборудования
2.4 Измерить ватт-амперную характеристику лазерного диода
2.5 Построить ватт-амперную характеристику и найти рабочую точку с максимальным коэффициентом полезного действия
2.6
3 Оборудование
3.1 Лазерный диод с блоком управления
3.2 Измеритель оптической мощности
4 Методические указания по выполнению работы
4.1 Общие положения
Лазерный диод (ЛД) — полупроводниковый лазер, построенный на базе диода. Его работа основана на возникновении инверсии населённостей в области p-n перехода при инжекции носителей заряда. Принцип действия лазерного диода основан на возникновении инверсии населенности (преобладания частиц с большими энергетическими уровнями) в области полупроводникового p-n перехода в процессе инжекции (увеличения концентрации) носителей электрического заряда: электронов или дырок (рисунок 1). Кристалл полупроводника в лазерном диоде выполнен в виде тонкой прямоугольной пластинки, являющейся, по сути, оптическим волноводом. Чтобы из пластины сделать полупроводниковый электронный компонент – его легируют с двух сторон таким образом, чтобы с одной стороны получилась n-область, а с другой – p-область.
Рисунок 1 - Принцип работы лазерного диода
Торцевые стороны пластины очень тщательно полируются, чтобы получился оптический резонатор. В результате даже один фотон света, попавший внутрь пластины и имеющий направление движение, перпендикулярное этим отполированным торцам, будет многократно отражаться и создавать все больше и больше новых фотонов. И как только количество вновь созданных фотонов, которые также движутся перпендикулярно отполированным сторонам пластины, превысит количество новых фотонов, которые поодиночке вылетают из нее (теряются) – начнется генерация лазерного луча.
Лазерный луч на выходе из пластины достаточно тонок, но он сразу же начинает расходиться (рассеиваться). Чтобы собрать его снова производители лазерных диодов используют специальные собирающие линзы.