LPT-11 sērijveida eksperimenti ar pusvadītāju lāzeru

Apraksts

Mērot pusvadītāja lāzera jaudu, spriegumu un strāvu, studenti var saprast pusvadītāju lāzera darba raksturojumu nepārtrauktas izejas apstākļos. Optisko daudzkanālu analizatoru izmanto, lai novērotu pusvadītāju lāzera fluorescences emisiju, kad iesmidzināšanas strāva ir mazāka par sliekšņa vērtību un lāzera svārstību spektrālās līnijas maiņu, ja strāva ir lielāka par sliekšņa strāvu.

Lāzers parasti sastāv no trim daļām
(1) Lāzera darba vide
Lāzera paaudzei jāizvēlas atbilstoša darba vide, kas var būt gāze, šķidrs, ciets vai pusvadītājs. Šādā vidē var realizēt daļiņu skaita inversiju, kas ir nepieciešams nosacījums lāzera iegūšanai. Acīmredzot metastabila enerģijas līmeņa esamība ir ļoti izdevīga ciparu inversijas realizēšanai. Pašlaik ir gandrīz 1000 darba vides veidi, kas var radīt plašu lāzera viļņu garumu diapazonu no VUV līdz tālu infrasarkanajam.
(2) Stimulējošais avots
Lai padarītu daļiņu skaita inversiju parādītu darba vidē, ir jāizmanto noteiktas metodes, lai ierosinātu atomu sistēmu, lai palielinātu daļiņu skaitu augšējā līmenī. Parasti gāzizlādi var izmantot, lai elektronus ar kinētisko enerģiju uzbudinātu dielektriskos atomus, ko sauc par elektrisko ierosmi; impulsa gaismas avotu var izmantot arī darba vides apstarošanai, ko sauc par optisko ierosmi; termiskā ierosme, ķīmiskā ierosme utt. Dažādas ierosmes metodes tiek vizualizētas kā sūknis vai sūknis. Lai nepārtraukti iegūtu lāzera izvadi, nepieciešams nepārtraukti sūknēt, lai daļiņu skaits augšējā līmenī būtu lielāks nekā apakšējā līmenī.
(3) Rezonanses dobums
Izmantojot piemērotu darba materiālu un ierosmes avotu, daļiņu skaita inversija var tikt realizēta, bet stimulētā starojuma intensitāte ir ļoti vāja, tāpēc to nevar izmantot praksē. Tāpēc cilvēki domā izmantot optisko rezonatoru pastiprināšanai. Tā sauktais optiskais rezonators faktiski ir divi spoguļi ar augstu atstarojamību, kas uzstādīti aci pret aci abos lāzera galos. Viens ir gandrīz pilnīgs atstarojums, otrs lielākoties ir atspoguļots un nedaudz pārraidīts, lai lāzeru varētu izstarot caur spoguli. Gaisma, kas atspoguļojas atpakaļ darba vidē, turpina izraisīt jaunu stimulētu starojumu, un gaisma tiek pastiprināta. Tāpēc gaisma svārstās rezonatorā uz priekšu un atpakaļ, izraisot ķēdes reakciju, kas tiek pastiprināta kā lavīna, radot spēcīgu lāzera izvadi no daļējas atstarošanas spoguļa viena gala.

Eksperimenti 

1. Pusvadītāju lāzera izejas jaudas raksturojums

2. Pusvadītāju lāzera divergentu leņķa mērīšana

3. Pusvadītāju lāzera polarizācijas mērījuma pakāpe

4. Pusvadītāju lāzera spektrālais raksturojums

Specifikācijas