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レーザーダイオードの発光原理

2021-08-24

の発光原理レーザーダイオード:のP-N接合レーザーダイオード2つのドープされたガリウムヒ素層によって形成されます。それは2つのフラットエンド構造を持ち、一方の端(高反射面)に平行にミラーリングされ、もう一方は部分的に反射します。放出される光の波長は、接続の長さに正確に関連しています。 P-N接合が外部電圧源によって順方向にバイアスされると、電子は接合を通って移動し、通常のダイオードのように再結合します。電子と正孔が再結合すると、光子が放出されます。これらの光子は原子に当たり、より多くの光子が放出されます。順方向バイアス電流が増加すると、より多くの電子が空乏ゾーンに入り、より多くの光子が放出されます。最終的に、空乏ゾーンをランダムにドリフトする一部のフォトンは、反射面を垂直に照らし、元のパスに沿って反射します。反射された光子は、接合部のもう一方の端から再び反射されます。この光子の一方の端からもう一方の端への移動は、複数回連続しています。光子の移動中、アバランシェ効果により、より多くの原子がより多くの光子を放出します。ますます多くの光子を反射して生成するこのプロセスは、非常に強力なレーザービームを生成します。上で説明した放出プロセスで生成された各光子は、エネルギーレベル、位相関係、および周波数において他の光子と同じです。したがって、放出プロセスにより、単一波長のレーザービームが得られます。レーザービームを生成するために、レーザーダイオード特定のしきい値レベルを超える必要があります。しきい値レベルを下回る電流は、ダイオードをLEDとして動作させ、インコヒーレント光を放出します。