Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER

Παρουσίαση με θέμα: "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER

2 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)

3 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

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

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

6 Συνθήκη “Lasing”  Gain (g)
R1 R2 L

7 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

8 ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ LASER
ΔΙΟΔΟΣ LASER GaAs

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

10 ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ LASER

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

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

13 ΣΥΖΕΥΞΗ LASER ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

14 ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΤΟΥ LASER
(ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ)

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

16 ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΟΥ LASER ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ

17 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 ( nm FWHM) Narrower ( 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)