وتستخدم الليزر الشبه الموصل على نطاق واسع في مختلف التطبيقات، بما في ذلك الاتصالات السلكية واللاسلكية والأجهزة الطبية والتجهيز الصناعي، ويتوقف تحقيق الكفاءة العالية في هذه الليزر على اختيار المواد بعناية وعلى الحسابات الهيكلية الدقيقة، وتناقش هذه المادة الاعتبارات الرئيسية في تصميم الليزر شبه الموصلات العالية الكفاءة.

اختيار المواد

إن اختيار المواد يؤثر تأثيراً كبيراً على كفاءة الليزر، وتشمل المواد شبه الموصلية العامة أرسينيدي الغاليوم والفوسفيد الصدري ونيتريد الغاليوم (GaN) وتُقدم كل مادة مزايا محددة استناداً إلى موجة الانبعاثات وتطبيق الأجهزة.

وتشمل العوامل التي تؤثر على اختيار المواد استخدام طاقة اللصوصية، والسلوك الحراري، ومضاهاة اللطم، وتخفض المطابقة الصحيحة العيوب التي يمكن أن تقلل من الكفاءة، وبالإضافة إلى ذلك، تساعد المواد ذات القدرة على السلوك الحراري العالية على إدارة التشت الحراري أثناء العملية.

الحسابات الهيكلية

وينطوي تصميم هيكل الليزر على حساب سميكات طبقة المياه، وتركيزات التكتل، وطول التجويف، وتؤثر هذه البارامترات على المكاسب البصرية، وخط الحد الحالي، والكفاءة العامة.

وتشمل الحسابات الرئيسية تحديد سماكة الطبقات الفعالة المثلى لتحقيق أقصى قدر من المكاسب وتقليل الخسائر إلى أدنى حد، كما أن طول الهمجية حرج أيضا؛ ويمكن أن تقلل التجويفات الأقصر من الحد الحالي، ولكنها قد تؤثر على استقرار المواسطة، ويكفل النموذج الدقيق تشغيل الجهاز بكفاءة عند الأنهار الموجية المرغوبة.

استراتيجيات تحقيق الكفاءة

ويشمل تعزيز الكفاءة استراتيجيات متعددة، مثل تحقيق التصميم الكمي للحسن، وتحسين التأمل المرآة، والحد من الخسائر الداخلية، كما أن الإدارة السليمة للحرارة وتقنيات الحقن الحالية تسهمان في تحقيق أداء أعلى.

  • استخدام مواد عالية الجودة ومجهزة بالبطاقات
  • سميك طبقة التحكم
  • بلوغ مستويات التكتل الأمثل بالنسبة للخسائر الدنيا
  • تنفيذ عملية فعالة لغسل الحرارة
  • تصميم للحبس البصري الأمثل