تبلیغات
دانلود پروژه پایان نامه گزارش کارآموزی - ارتباط بین طیف خروجی و کاواک در لیزر نیمه هادی
 
درباره وبلاگ




مدیر وبلاگ : محمد صادق صادقی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
دانلود پروژه پایان نامه گزارش کارآموزی
صفحه نخست             تماس با مدیر           پست الکترونیک               RSS                  ATOM

موضوع : مقاله ارتباط بین طیف خروجی و کاواک در لیزر نیمه هادی

 

این فایل با فرمت word و قابل ویرایش میباشد

این فایل همراه با تصاویر میباشد

 

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چكیده

فصل اول

مقدمه ای بر لیزر (مبانی لیزر)

مقدمه 2

هدف 3

شباهت و تفات لیزر نیمه هادی با سایر لیزرها 4

1-1- خواص بار یكه لیزر 5

1-2- انواع لیزر 7

1-3- وارونی انبوهی 9

1-3-1- برهمكنش امواج الكترومغناطیسی با اتم 12

1-3-2- فرایندهای تاثیرگذار بر غلظت اتمها در حالت های مختلف 13

1-3-3- بررسی احتمال گذارها و معادلات تعادلی 14

1-4- پهن شدگی طیفی و انواع آن 15

1-5- انواع كاواك نوری (فیدبك) 19

1-6- برهم نهی امواج الكترومغناطیسی 22

1-6-1- فاكتور كیفیت برای ابزارهای نوری Q 24

1-6-2- انواع تشدیدگرهای نوری و كاربرد آن 25

 

 

فصل دوم

لیزر نیمه هادی و انواع ساختار آن

2-1- مواد نیمه هادی 27

2-2- بازده گسیل خودبخودی 30

2-3- انواع بازتركیب 31

2-4- گاف انرژی و انواع آن 33

2-5- وارونی انبوهی و روش پمپاژ در لیزر نیمه هادی 35

2-6- اتصال p- nاولین تحقق لیزر نیمه هادی 37

2-7- انواع ساختارها 39

2-7-1- روشهای گسیل نور در لیزر نیمه هادی 40

2-7-2- لیزر با ساختار تخت 40

2-7-3- مشكلات لیزر پیوندی همجنس 41

2-7-4- لیزرهای پیوندی غیرهمجنس 42

2-7-5- رابطه جریان و خروجی در لیزر تخت 43

2-8- ساختار DFB 44

2-8-1- طیف خروجی از لیزر DFB 45

2-9- تاثیرات دما به طیف گسیلی ساختارها 46

2-10- مختصری راجع به بحث نوری 48

2-11- لیزرهای نیمه هادی و دیودهای نور گسیل 51

2-12- جریان آستانه –خروجی 55

2-13- روشهای بهبود و افزایش بازده كوانتومی داخلی 57

2-14- لزوم اتصالات اهمی 58

فصل سوم

طیف خروجی لیزر نیمه هادی و عوامل مؤثر بر آن

3-1- تغییرات چگالی جریان آستانه و فشار هیدروستاتیكی 61

3-2- واگرایی پرتو خروجی 62

3-3- خروجی ساختارها 63

3-4- محاسبه پهنای طیف در لیزرهای نیمه هادی در ساختارهای مختلف 65

3-5- انواع پهنای طیف 69

3-6- كوك پذیری لیزر نیمه هادی 73

3-7- روابط و معادلات مهم در تولید و بازتركیب حاملها 75

3-8- بهره در حالت پایا و جریان آستانه 79

3-9- اهمیت كاواك لیزر 84

3-10- مدهای تولید شده در داخل كاواك 89

3-11- تفاوت اساسی مدهای طولی و عرضی 92

 

فصل چهارم

بررسی و تحلیل طیف های خروجی (كارهای تجربی)

پیشنهادات و نتایج

4-1- انواع اتصال دیود و طیف خروجی 97

4-2- تحلیل مشخصه های لیزر نیمه هادی 98

1- مشخصه ولتاژ- جریان (V- I) 98

2- مشخصه جریان- مقاومت دینامیكی 101

3- مشخصه جریان- توان (P- I) 102

4- مشخصه جریان- راندمان كوانتومی دیفرانسیلی 103

5- مشخصه توان طول موج 103

نمودارهای تجربی 104

4-3- نتایج 112

پیشنهادات 115

منابع فارسی 116

منابع لاتین 117

 

فصل 1

 

مقدمه ای بر لیزر (مبانی لیزر)

 

مقدمه:

تا سال 1960 اپتیك، صنعت نسبتاً كوچكی را تشكیل می داد كه مباحث نسبتاً جامع و تكامل یافته چون ابزارهای نوری، دوربین ها، میكروسكوپ ها، و كاربردهای عملی را در بر می گرفت بعدها لیزر پای بر صحنه نهاد ابتدا لیزر یاقوت، گازی و سپس لیزر تزریقی نیمرسانا. اوایل، بصورت اساسی به كاربردهای لیزر دست نیافته بودند اما در مرحله جدیدتر توانستند به امكانات بالقوة لیزر در مخابرات، در پردازش، ذخیره و بازاریابی اطلاعات در جراحی چشم از طریق لیزر، الگوی برش لیزری، برش فولاد با لیزر و استفاده از لیزر در مرحله ای از تولید سوخت هسته ای و دگرگونی های عظیم در مخابرات نوری و …دست یابند.

پیدایش تارهای شیشه ای بسیار كم اتلاف باعث شده است كه مخابرات لیزر، جایگزین بسیار باارزش برای اتصال های سیمی مطرح شود بطور كلی لیزر تحول عظیمی در زندگی بشر و دنیای اطلاعات و …بر جای گذاشت اهمیت لیزر نیمه هادی، بیشتر بخاطر داشتن ساختار بسیار كوچك و نسبتاً ارزان با قابلیت بسیار زیاد در صنایع مخابرات می‎باشد. بسامد نخستین لیزر، یاقوت، در طول موج عبارتست از كه كمیت مورد توجه هر مهندس مخابرات است حال اگر فقط 1% از این بسامد حامل برای پهنای باند اطلاعاتی بكار گرفته شود در این صورت یك كانال مخابراتی فراهم می‎آید كه ظرفیت آن دو تا سه مرتبه بزرگی (102 تا 103) از پهن ترین كانال های موجود بیشتر است.

برخی ارتباط های تقویت رادیویی میكروموجی كه شركت مخابرات از آن ها بهره می‎گیرد دارای پهنای باند اطلاعاتی، شامل 10% از بسامدهای حاصل است در نتیجه یك باریكة لیزر می‎تواند تعداد زیادی برنامة تلویزیونی (با پهنای باند MHZ5) و تعداد زیادی مكالمة تلفنی (پهنای باند برای هر مكالمه تلفنی KHZ40) را به صورت همزمان منتقل كند.

 

هدف:

هدف از انتخاب این موضوع، لیزر نیمه هادی، از چندین بخش تشكیل یافته است:

1- لیزر نیمه هادی به خاطر سهولت كاربرد و كارایی وسیع آن در مخابرات از مهمترین نوع لیزرها می‎باشد.

2- توان الكتریكی مصرف شده برای راه اندازی لیزر نیم رسانا بسیار پایین تر از سایز لیزرها می‎باشد چنین لیزری ممكن است با بازده بالای 50% كار كند علت بالا بودن بازده، بخاطر كوچك بودن ابعاد و در نتیجه بالا رفتن چگالی جریان می‎باشد.

3- در لیزر نیمه هادی آینه معمولی، به عنوان فیدبك اپتیكی وجود ندارد در چنین لیزری آینه های لیزری، از برش (كلیو) نمودن ساختار بلوری ایجاد می‎شود.

4- قابلیت كنترل خروجی با استفاده از تغییرات در ساختار نیمه هادی (اعم از ناخالصی ها و گاف نوار و …)

در این مطالعه، سعی شده است تا با بررسی روابط میان پارامترهای مختلف اعم از جریان آستانه، توان خروجی، اثرات موجبری و …بتوان با تقریب خوبی، خروجی مورد نظر در كارهای مختلف را تولید نمود.

شباهت و تفاوت لیزر نیمه هادی با سایر لیزرها:

لیزرهای نیمه هادی شبیه سایر لیزرها (لیزر حالت جامد، یاقوت و …) هستند و در آنها تابش گسیلی دارای همدوسی زمانی و مكانی بوده و پرتو لیزری آنها بسیار تك رنگ (پهنای باند كوچك) و از راستاییِ زیادی، برخوردار هستند اما لیزرهای نیمه هادی در بعضی جنبه ها با سایر لیزرها تفاوتهایی دارند از جمله:

1- در لیزرهای رایج گذارهای كوانتومی بین ترازهای انرژی مجزا صورت می‎گیرد در حالیكه در لیزر نیمه هادی گذارها به خواص نوری مواد بستگی دارند.

2- لیزرهای نیمه هادی بسیار كوچكند بعلاوه از آنجا كه ناحیة فعال آنها خیلی نازك است (ضخامت حدود یك میكرون یا كمتر) در نتیجه واگرایی خروجی بطور قابل ملاحظه، از لیزرهای معمول بزرگتر است كه این از مشكلات این لیزر محسوب می‎شود.

3- مشخصات بینایی لیزرهای نیمه هادی شدیداً به خواص محیط پیوند (نظیر گاف نوار، و تغییرات ضریب شكست) بستگی دارد.

4- در لیزرهای پیوندی p-nعمل لیزری بسادگی در اثر عبور جریان مستقیم از دیود صورت می‎گیرد و رویهم رفته سیستم كارایی زیادی دارد و مدولاسیون مدها به علت طول عمر كوتاه فوتون در محدودة فركانس زیاد امكانپذیر می‎باشد كه این مدولاسیون توسط جریان تزریقی انجام می‎شود.

یكی از ویژگیهای ممتاز لیزر نیمه هادی، كه باعث كاربرد آن در مخابرات شده است قابلیت كوپل شدن با سایر ابزارهای اپتیكی از جمله فیبرهای نوری است و دلیل آن كوچكی ابعاد و ساختارش می‎باشد نور تولید شده در لیزر نیمه هادی زمانی قابل استفاده در صنایع مخابرات است كه بتوان آنرا در تارهای شیشه ای باریك (فیبرهای نوری به قطر حدوداً چند میكرون) انتقال داد.

بطور كلی هدف این است كه شخص بتواند با بررسی طیف خروجی، اطلاعاتی راجع به ساختار لیزر، میزان ناخالصی های بكار رفته، در تركیبات نیمه هادی جریان آستانه و …بدست آورد تا با این طریق بتوان برای هر زمینة كاری لیزر و طول موج خاص را بكار برد.

1-1- خواص باریكة لیزر:

نور لیزر به علت داشتن چهار ویژگی زیر دارای تمایز با نور معمولی است:

1- تكفامی 2- همدوسی 3- جهتمندی 4- درخشایی

1- تكفامی: تنها موج الكترومغناطیسی با فركانس fكه از رابطة زیر بدست می‎آید تقویت می‎شود:

(چون آرایش دو آینه ای كاواك، تشدیدی ایجاد می‌كند كه نوسان تنها در فركانسهای تشدید این كاواك انجام می پذیرد.)

2- همدوسی: برای هر موج الكترومغناطیسی دو مفهوم مستقل همدوسی می‎توان تعریف كرد: 1- همدوسی زمانی 2- همدوسی فضایی

برای تعریف همدوسی فضایی دو نقطه P2 , P1را كه در لحظه t = 0روی جبهة یك موج الكترومغناطیسی قرار دارند در نظر می گیریم و فرض می كنیم E2(t) , E1(t)میدانهای الكتریكی متناظر در آن دو نقطه باشد بنابر تعریف، اختلاف فاز دو میدان در لحظة صفر است. اكنون، اگر این اختلاف در هر لحظه صفر باقی بماند می گوییم بین دو نقطه یك همدوسی كامل برقرار است (و چنانچه برای هر دو نقطة دلخواه جبهة موج الكترومغناطیسی چنین وضعیتی برقرار باشد می گوییم موج دارای همدوسی كامل فضایی است.)

حال برای تعریف همدوسی زمانی، میدان الكتریكی موج الكترومغناطیسی را در دو لحظة در نقطه Pدر نظر می گیریم اگر در زمان تأخیر مفروض tاختلاف فاز دو میدان در هر لحظه tیكسان باقی بماند می گوییم در مدت زمان همدوسی زمانی وجود دارد اگر این اختلاف فاز برای هر مقدار t، یكسان باقی بماند گفته می‎شود كه موج الكترومغناطیسی دارای همدوسی كامل زمانی است و اگر این امر برای مدت زمان تأخیر صورت گیرد بنحوی كه گفته می‎شود موج دارای همدوسی پاره ای زمانی با زمان همدوسی است.

3- جهتمندی: این خاصیت نتیجه مستقیم این امر است كه مادة فعال لیزری به شكل زیر در داخل كاواك قرار داده شود. در واقع فقط موجی كه در امتداد كاواك منتشر می‎شود (یا در امتدادی كه خیلی نزدیك به آن است) می‎توان در كاواك دوام بیاورد. ابتدا به بررسی همدوس كامل فضایی می‎پردازیم: فرض می‎شود باریكه ای با شدت یكنواخت و جبهة موج تخت روی پرده sكه دارای یك گشودگی است فرود می‎آید طبق اصل هویگنس، جبهة موج در هر صفحه Pدر پشت پرده با برهم نهش موجهای جزئی كه از هر نقطه گشودگی گسیل می‎شود بدست می‎آید به علت متناهی بودن اندازه گشودگی، D، باریكه دارای واگرایی محدود است مقدار واگرایی از نظریه پراش بدست می‎آید.

دانلود ارتباط بین طیف خروجی و کاواک در لیزر نیمه هادی





نوع مطلب : پروژه پایان نامه تحقیق، رشته برق، 
برچسب ها : تحقیق مدهای تولید شده در داخل كاواک، عوامل موثر بر طیف خروجی لیزر نیمه هادی، پایان نامه تحلیل مشخصه های لیزر نیمه هادی، مقال رشته الکترونیک مخابرات،
لینک های مرتبط :


پنجشنبه 15 تیر 1396 03:35 ب.ظ
Right here is the right site for anybody who would like to find out about this topic.
You know so much its almost hard to argue with you (not that I personally would want to?HaHa).
You certainly put a brand new spin on a subject that's been discussed for
decades. Wonderful stuff, just wonderful!
جمعه 9 تیر 1396 07:20 ق.ظ
Glad to be one of the visitants on this awing web site :D.
جمعه 25 فروردین 1396 05:17 ق.ظ
Hi, for all time i used to check blog posts here in the
early hours in the dawn, because i enjoy to gain knowledge of
more and more.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


 
 
برچسب ها
پیوندها
آخرین مطالب