ما هو ليزر أشباه الموصلات ذو التلامس العريض؟

ما هوليزر أشباه الموصلات ذو التلامس العريض
تُستخدم الليزرات في جميع أنظمة الاستشعار بالألياف الضوئية الموزعة تقريبًا لأنها قادرة على حقن الضوء بكفاءة.ليزر عالي الطاقةتُدمج هذه التقنية في الألياف. ومع ذلك، توجد أنواع مختلفة من الليزر، وسنستعرض هنا الأنواع الرئيسية مرتبةً حسب تزايد طول التماسك، أي تناقص عرض الطيف. يتكون الليزر عمومًا من وسط تضخيم يُضخّم الضوء المنتشر خلاله، ويُوفّر تغذية راجعة لإعادة الضوء المُضخّم إلى وسط التضخيم لإعادة تدوير التضخيم. بالتالي، بدءًا من الانبعاث التلقائي داخل وسط التضخيم، ستتولد موجات ضوئية أقوى وأكثر تماسكًا، وتعتمد خصائصها على كلٍ من وسط التضخيم وخصائص التغذية الراجعة. عادةً، تُوفّر التغذية الراجعة بنية رنانة تُشكّل نمطًا واحدًا أو أكثر، ينبعث كل منها ضمن نطاق طيفي ضيق.
الاتصال الواسعليزر أشباه الموصلاتيتكون ليزر أشباه الموصلات، وهو أبسط أنواع الليزر وأقدمها، من منطقة تضخيم شبه موصلة تتشكل من وصلة pn لمادة ذات فجوة نطاق مباشرة (مثل زرنيخيد الغاليوم)، مع تغذية راجعة ناتجة عن انعكاس الضوء من الأسطح المصقولة لرقاقة الليزر. يبلغ طول رقائق الليزر عادةً عدة مئات من الميكرومترات. صُمم هذا الهيكل الوصلي لتقييد حاملات الشحنة والضوء المنتشر داخل منطقة التضخيم في آنٍ واحد. وباعتبارها ثنائيات، تحتوي هذه الأجهزة على موصلات كهربائية على كلا الجانبين. في جهاز ذي وصلة عريضة، يبلغ عرض القطب العلوي عدة عشرات من الميكرومترات (عادةً حوالي 75 ميكرومترًا). لذلك، يشكل انبعاث الضوء خطًا على طول هذا العرض، وهو أحادي النمط في المستوى العمودي على الوصلة، ويُظهر توزيعًا معقدًا متعدد الأنماط لحقل الضوء في المستوى الموازي للوصلة. وبسبب نمط الانبعاث هذا، لا يمكن ربط ليزرات الوصلة العريضة بكفاءة إلا بالألياف متعددة الأنماط. ومع ذلك، فإن قوة ليزر التلامس العريض عالية نسبيًا، وفي ظل ظروف التشغيل النبضية، يمكن لجهاز القطب الكهربائي 75 ميكرومتر أن ينتج عادةً طاقة ذروة تتجاوز 10 واط.
ليزر ذو تلامس عريضتُعدّ الثنائيات مناسبة لأنواع معينة من أنظمة استشعار درجة الحرارة الموزعة متعددة الأنماط بتقنية رامان، حيث لا تتطلب هذه الأنظمة نقاءً طيفيًا عاليًا. كما أنها قابلة للتطبيق على أجهزة الاستشعار القائمة على الفقد، مثل تلك الأنظمة التي تستخدم الانحناء الدقيق المتحكم به كآلية استشعار.