پایان نامه با عنوان ارتباط بین طیف خروجی و كاواك در لیزر نیمه هادی

پایان نامه با عنوان ارتباط بین طیف خروجی و كاواك در لیزر نیمه هادی

49,900 تومان

 

 

 

 

فصل 1

 

مقدمه اي بر ليزر (مباني ليزر)

 

مقدمه:

 تا سال 1960 اپتيك، صنعت نسبتاً كوچكي را تشكيل مي داد كه مباحث نسبتاً جامع و تكامل يافته چون ابزارهاي نوري، دوربين ها، ميكروسكوپ ها، و كاربردهاي عملي را در بر مي گرفت بعدها ليزر پاي بر صحنه نهاد ابتدا ليزر ياقوت، گازي و سپس ليزر تزريقي نيمرسانا. اوايل، بصورت اساسي به كاربردهاي ليزر دست نيافته بودند اما در مرحله جديدتر توانستند به امكانات بالقوة ليزر در مخابرات، در پردازش، ذخيره و بازاريابي اطلاعات در جراحي چشم از طريق ليزر، الگوي برش ليزري، برش فولاد با ليزر و استفاده از ليزر در مرحله اي از توليد سوخت هسته اي و دگرگوني هاي عظيم در مخابرات نوري و … دست يابند.

پيدايش تارهاي شيشه اي بسيار كم اتلاف باعث شده است كه مخابرات ليزر، جايگزين بسيار باارزش براي اتصال هاي سيمي مطرح شود بطور كلي ليزر تحول عظيمي در زندگي بشر و دنياي اطلاعات و … بر جاي گذاشت اهميت ليزر نيمه هادي، بيشتر بخاطر داشتن ساختار بسيار كوچك و نسبتاً ارزان با قابليت بسيار زياد در صنايع مخابرات مي‎باشد. بسامد نخستين ليزر، ياقوت، در طول موج  عبارتست از  كه كميت مورد توجه هر مهندس مخابرات است حال اگر فقط 1% از اين بسامد حامل براي پهناي باند اطلاعاتي بكار گرفته شود در اين صورت يك كانال مخابراتي فراهم مي‎آيد كه ظرفيت آن دو تا سه مرتبه بزرگي (102 تا 103) از پهن ترين كانال هاي موجود بيشتر است.

برخي ارتباط هاي تقويت راديويي ميكروموجي كه شركت مخابرات از آن ها بهره مي‎گيرد داراي پهناي باند اطلاعاتي، شامل 10% از بسامدهاي حاصل است در نتيجه يك باريكة ليزر مي‎تواند تعداد زيادي برنامة تلويزيوني (با پهناي باند MHZ5) و تعداد زيادي مكالمة تلفني (پهناي باند براي هر مكالمه تلفني KHZ40) را به صورت همزمان منتقل كند.

 

هدف:

هدف از انتخاب اين موضوع، ليزر نيمه هادي، از چندين بخش تشكيل يافته است:

  • ليزر نيمه هادي به خاطر سهولت كاربرد و كارايي وسيع آن در مخابرات از مهمترين نوع ليزرها مي‎باشد.
  • توان الكتريكي مصرف شده براي راه اندازي ليزر نيم رسانا بسيار پايين تر از سايز ليزرها مي‎باشد چنين ليزري ممكن است با بازده بالاي 50% كار كند علت بالا بودن بازده، بخاطر كوچك بودن ابعاد و در نتيجه بالا رفتن چگالي جريان مي‎باشد.
  • در ليزر نيمه هادي آينه معمولي، به عنوان فيدبك اپتيكي وجود ندارد در چنين ليزري آينه هاي ليزري، از برش (كليو) نمودن ساختار بلوري ايجاد مي‎شود.
  • قابليت كنترل خروجي با استفاده از تغييرات در ساختار نيمه هادي (اعم از ناخالصي ها و گاف نوار و …)

در اين مطالعه، سعي شده است تا با بررسي روابط ميان پارامترهاي مختلف اعم از جريان آستانه، توان خروجي، اثرات موجبري و … بتوان با تقريب خوبي، خروجي مورد نظر در كارهاي مختلف را توليد نمود.

شباهت و تفاوت ليزر نيمه هادي با ساير ليزرها:

ليزرهاي نيمه هادي شبيه ساير ليزرها (ليزر حالت جامد، ياقوت و …) هستند و در آنها تابش گسيلي داراي همدوسي زماني و مكاني بوده و پرتو ليزري آنها بسيار تك رنگ (پهناي باند كوچك) و از راستاييِ زيادي، برخوردار هستند اما ليزرهاي نيمه هادي در بعضي جنبه ها با ساير ليزرها تفاوتهايي دارند از جمله:

  • در ليزرهاي رايج گذارهاي كوانتومي بين ترازهاي انرژي مجزا صورت مي‎گيرد در حاليكه در ليزر نيمه هادي گذارها به خواص نوري مواد بستگي دارند.
  • ليزرهاي نيمه هادي بسيار كوچكند بعلاوه از آنجا كه ناحية فعال آنها خيلي نازك است (ضخامت حدود يك ميكرون يا كمتر) در نتيجه واگرايي خروجي بطور قابل ملاحظه، از ليزرهاي معمول بزرگتر است كه اين از مشكلات اين ليزر محسوب مي‎شود.
  • مشخصات بينايي ليزرهاي نيمه هادي شديداً به خواص محيط پيوند (نظير گاف نوار، و تغييرات ضريب شكست) بستگي دارد.
  • در ليزرهاي پيوندي p-n عمل ليزري بسادگي در اثر عبور جريان مستقيم از ديود صورت مي‎گيرد و رويهم رفته سيستم كارايي زيادي دارد و مدولاسيون مدها به علت طول عمر كوتاه فوتون در محدودة فركانس زياد امكانپذير مي‎باشد كه اين مدولاسيون توسط جريان تزريقي انجام مي‎شود.

يكي از ويژگيهاي ممتاز ليزر نيمه هادي، كه باعث كاربرد آن در مخابرات شده است قابليت كوپل شدن با ساير ابزارهاي اپتيكي از جمله فيبرهاي نوري است و دليل آن كوچكي ابعاد و ساختارش مي‎باشد نور توليد شده در ليزر نيمه هادي زماني قابل استفاده در صنايع مخابرات است كه بتوان آنرا در تارهاي شيشه اي باريك (فيبرهاي نوري به قطر حدوداً چند ميك………….

تعداد صفحات

126

حجم فایل

9.998 کیلوبایت

فرمت فایل

قابل ویرایش word