半導体レーザーダイオードの種類

レーザーは構造に従って分類されます: FP、DFB、DBR、QW、VCSEL FP: ファブリペロー、DFB: 分布帰還、DBR: 分布ブラッグ反射器、QW: 量子井戸、VCSEL: 垂直共振器表面反射レーザー。
(1) ファブリーペロー（FP）型レーザーダイオードは、エピタキシャル成長した活性層と活性層の両側の制限層から構成され、共振器は結晶の2つの劈開面と活性層で構成されます。 N型でもよいし、P型でもよい。バンドギャップ差によるヘテロ接合障壁の存在により、活性層に注入された電子や正孔は拡散できず、薄い活性層に閉じ込められるため、小さな電流でも流れやすくなる一方、一方、ナローバンドギャップ活性層は閉じ込め層に比べて屈折率が大きく、光は利率の大きい領域に集中するため、やはり活性層に限定される。活性層の逆分岐を形成する電気-Fが伝導帯から価電子帯（または不純物準位）に遷移するとき、光子は正孔と結合して光子を放出し、光子は2つの劈開を有する空洞内に形成されます。飛行機。往復反射伝播は、光学利得を得るために継続的に強化されます。光利得が共振空洞の損失よりも大きい場合、レーザーは外側に放射されます。レーザーは本質的に誘導放出光共振増幅器です。
(2) 分布帰還型 (DFB) レーザー ダイオード FP 型レーザー ダイオードとの主な違いは、キャビティ ミラーの集中反射がなく、その反射機構がアクティブ エリア導波路上のブラッグ グレーティングによってのみ提供されることです。満足 ブラッグ散乱原理の開口。レーザーは媒体内で前後に反射することができ、媒体が反転分布を達成し、利得がしきい値条件を満たすとレーザーが出現します。この種の反射メカニズムは微妙なフィードバック メカニズムであるため、分布帰還レーザー ダイオードと呼ばれます。ブラッグ回折格子の周波数選択機能により、非常に優れた単色性と指向性を備えています。また、結晶の劈開面をミラーとして利用しないため、集積化が容易である。
(3) 分布型ブラッグ (DBR) 反射型レーザー ダイオード DFB レーザー ダイオードとの違いは、周期的なトレンチが活性導波路の表面ではなく、活性層導波路の両側の受動導波路にあることです。受動的な周期波形導波路はブラッグ ミラーとして機能します。自然放出スペクトルでは、ブラッグ周波数に近い光波のみが効果的なフィードバックを提供できます。能動導波路の利得特性と受動周期導波路のブラッグ反射により、ブラッグ周波数付近の光波のみが発振条件を満たし、レーザーを放射します。
(4) 量子井戸 (QW) レーザーダイオード 活性層の厚さをドブロイ波長 (λ 50 nm) まで薄くした場合、またはボーア半径 (1 ～ 50 nm) と比較した場合、半導体の特性は次のようになります。基本的。変化、半導体エネルギーバンド構造、キャリア移動度特性は新たな効果、つまり量子効果をもたらし、対応するポテンシャル井戸が量子井戸になります。超格子と量子井戸構造をもつ LD を量子井戸 LD と呼びます。キャリアポテンシャル井戸ＬＤを１つ有するものを単一量子井戸（ＳＱＷ）ＬＤと呼び、ｎ個のキャリアポテンシャル井戸と（ｎ＋１）個の障壁を有する量子井戸ＬＤをマルチプリチャージウェル（ＭＱＷ）ＬＤと呼ぶ。量子井戸レーザダイオードは、一般的なダブルヘテロ接合（ＤＨ）レーザダイオードの活性層厚さ（ｄ）を数十ナノメートル以下にした構造を有する。量子井戸レーザーダイオードには、低い閾値電流、高温動作、狭いスペクトル線幅、および高い変調速度という利点があります。
(5) 垂直共振器面発光レーザ (VCSEL) その活性領域は 2 つの閉じ込め層の間に位置し、ダブル ヘテロ接合 (DH) 構成を構成します。活性領域内の注入電流を制限するために、埋め込み製造技術によって注入電流は円形の活性領域内に完全に閉じ込められます。その共振器長は DH 構造の長手方向の長さに埋め込まれており、通常 5 ～ 10μm であり、その共振器の 2 つのミラーは結晶の劈開面ではなくなり、その 1 つのミラーは P 側に設置されます (もう 1 つはキーです)。ミラーのN側（基板側または光出力側）に配置されており、発光効率が高く、仕事エンタルピーが極めて低く、高温安定性があり、長寿命であるという利点があります。