เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบสัมผัสกว้างคืออะไร

อะไรคือเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบสัมผัสกว้าง
เลเซอร์ถูกนำมาใช้ในระบบตรวจจับใยแก้วนำแสงแบบกระจาย (DOFS) เกือบทั้งหมด เนื่องจากสามารถส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพเลเซอร์กำลังสูงเลเซอร์สามารถส่งผ่านไปยังเส้นใยได้ อย่างไรก็ตาม เลเซอร์มีหลายประเภท และในที่นี้จะแนะนำประเภทหลักๆ ตามลำดับความยาวของความสอดคล้องที่เพิ่มขึ้น กล่าวคือ ความกว้างของสเปกตรัมที่ลดลง โดยทั่วไปแล้ว เลเซอร์ประกอบด้วยตัวกลางขยายสัญญาณที่ขยายแสงที่แพร่ผ่าน และให้การป้อนกลับเพื่อส่งแสงที่ขยายแล้วกลับเข้าไปในตัวกลางขยายสัญญาณเพื่อวนรอบการขยาย ดังนั้น จากการปล่อยแสงโดยธรรมชาติภายในตัวกลางขยายสัญญาณ จะเกิดคลื่นแสงที่แรงกว่าและมีความสอดคล้องมากขึ้น ซึ่งคุณลักษณะของคลื่นแสงจะขึ้นอยู่กับทั้งตัวกลางขยายสัญญาณและคุณสมบัติของการป้อนกลับ โดยปกติแล้ว การป้อนกลับจะสร้างโครงสร้างเรโซแนนซ์ที่ก่อให้เกิดโหมดหนึ่งหรือมากกว่านั้น โดยแต่ละโหมดจะปล่อยแสงในช่วงสเปกตรัมแคบๆ
การติดต่อในวงกว้างเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบง่ายที่สุดและเก่าแก่ที่สุด ประกอบด้วยบริเวณขยายสัญญาณเซมิคอนดักเตอร์ที่เกิดจากรอยต่อ pn ของวัสดุที่มีแถบพลังงานโดยตรง (เช่น GaAs) โดยมีการป้อนกลับโดยการสะท้อนจากพื้นผิวที่ทำความสะอาดแล้วของชิปเลเซอร์ ความยาวของชิปเลเซอร์โดยทั่วไปอยู่ที่หลายร้อยไมโครเมตร โครงสร้างการเชื่อมต่อนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อจำกัดการเคลื่อนที่ของตัวนำประจุและแสงภายในบริเวณขยายสัญญาณพร้อมกัน อุปกรณ์เหล่านี้มีหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าทั้งสองด้าน ในอุปกรณ์ที่มีหน้าสัมผัสกว้าง ความกว้างของอิเล็กโทรดด้านบนอยู่ที่หลายสิบไมโครเมตร (โดยทั่วไปประมาณ 75 μm) ดังนั้น การปล่อยแสงจึงก่อตัวเป็นเส้นตามความกว้างนี้ ซึ่งเป็นโหมดเดี่ยวในระนาบตั้งฉากกับรอยต่อ และแสดงการกระจายสนามแสงแบบหลายโหมดที่ซับซ้อนในระนาบขนานกับรอยต่อ เนื่องจากโหมดการปล่อยแสงนี้ เลเซอร์ที่มีหน้าสัมผัสกว้างจึงสามารถเชื่อมต่อเข้ากับใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่านั้น อย่างไรก็ตาม กำลังของเลเซอร์สัมผัสแบบกว้างนั้นค่อนข้างสูง และภายใต้สภาวะการทำงานแบบพัลส์ อุปกรณ์อิเล็กโทรดขนาด 75 ไมโครเมตรโดยทั่วไปสามารถให้กำลังสูงสุดเกิน 10 วัตต์ได้
เลเซอร์สัมผัสแบบกว้างไดโอดเหมาะสำหรับระบบตรวจวัดอุณหภูมิแบบกระจายหลายโหมดด้วยเทคนิครามานบางประเภท เนื่องจากระบบเหล่านี้ไม่ต้องการความบริสุทธิ์ของสเปกตรัมสูง นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้กับเซ็นเซอร์แบบอาศัยการสูญเสีย เช่น ระบบที่ใช้การดัดงอขนาดเล็กแบบควบคุมเป็นกลไกในการตรวจจับ