Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER

ΒΑΣΙΚΗ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ LASER Fabry-Perot RESONATOR Υποδομή  η LED λειτουργεί σαν κοιλότητα συντονισμού (RESONATOR) Τοποθέτηση 2 καθρεπτών (ο ένας πλήρως ανακλαστικός, ο άλλος μερικώς διαφανής)  Οι καθρέπτες είναι λειασμένες επιφάνειες Διέγερση με «εισαγωγή» ενέργειας (πόλωση με τάση, και αρχικό φώς)

ΦΑΣΕΙΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ “LASER - LASING” Εισάγεται φώς στον σωλήνα και διεγείρει πολλά άτομα Κάποια απο τα διεγερμένα άτομα εκπέμπουν φωτόνια Μερικά φωτόνια ταξιδεύουν παράλληλα κατα μήκος του σωλήνα και ανακλώνται στους καθρέπτες Καθώς κινούνται διεγείρουν άλλα άτομα και εκπέμπουν νέα φωτόνια που προστίθενται στην ροή Μέρος των φωτονίων εξέρχεται απο το λιγότερο ανακλαστικό καθρέπτη

ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΦΩΤΟΝΙΩΝ  ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ “LASING” Ε1 Ε2 Ε3 h*ν = Ε3 – Ε2

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ “LASING”  ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΦΩΤΟΝΙΩΝ Οι Καθρέπτες χρησιμοποιούνται για να «ανακυκλώνουν» τα φωτόνια αυξάνοντας διαδοχικά (σε κάθε γύρο) τον αριθμό τους

Συνθήκη “Lasing”  Gain (g) R1 R2 L

ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ “LASING” ΜΟΝΟΧΡΩΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ (monochromatic light) Ενα μήκος κύματος «λ» ανάλογο του Eg ΣΥΜΦΩΝΙΑ – COHERENCY Το φώς «οργανώνεται» σε μέτωπα φωτονίων Δημιουργούνται σύμφωνα κύματα φωτονίων ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ (directionality) Πολύ συγκεντρωμένη φωτεινή δέσμη Πολύ μικρό «θ» ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ Συγκεντρωμένη φωτεινή ενέργεια

ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ LASER ΔΙΟΔΟΣ LASER GaAs

ΔΟΜΕΣ Double Heterostructure Gain – Guided Stripe Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL)

ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ LASER

ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΑΣΤΙΓΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΦΩΤΕΙΝΗΣ ΔΕΣΜΗΣ LASER ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΑΣΤΙΓΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΦΩΤΕΙΝΗΣ ΔΕΣΜΗΣ LASER Με πρίσματα

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΚΑΜΠΥΛΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΚΑΜΠΥΛΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Απλή Δίοδος (LED) Lasing

ΣΥΖΕΥΞΗ LASER ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΟΥ LASER (ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)

ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΟΥ LASER (ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ) (ΨΗΦΙΑΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ) Διαφορικό Ζεύγος Servo Loop Πηγή Ρεύματος Ταχύτητες 100 – 300 MHz Ταχύτητες  1 – 5 GHz

ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΟΥ LASER ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ

Comparison of LEDs and Lasers ΣΥΓΚΡΙΣΗ LED ΜΕ LASER Comparison of LEDs and Lasers Characteristics LEDs Lasers Output Power Linearly proportional to drive current Proportional to current above the threshold Current Drive Current: 50 to 100 mA Peak Threshold Current: 5 to 40 mA Coupled Power Moderate High Speed Slower Faster Output Pattern Higher Lower Bandwidth Wavelengths Available 0.66 to 1.65 µm 0.78 to 1.65 µm Spectral Width Wider (40-190 nm FWHM) Narrower (0.00001 nm to 10 nm FWHM) Fiber Type Multimode Only SM, MM Ease of Use Easier Harder Lifetime Longer Long Cost Low ($5-$300) High ($100-$10,000)