Che cos'è un laser a semiconduttore a contatto largo?

Che cos'è unlaser a semiconduttore a contatto ampio
I laser sono utilizzati in quasi tutti i sistemi di rilevamento a fibra ottica distribuiti (DOFS) perché possono iniettare in modo efficientelaser ad alta potenzain fibre. Tuttavia, esistono vari tipi di laser, e qui vengono introdotti i principali tipi in ordine di lunghezza di coerenza crescente, ovvero di larghezza spettrale decrescente. In generale, un laser è composto da un mezzo di guadagno che amplifica la luce che lo attraversa e fornisce un feedback per rimandare la luce amplificata nel mezzo di guadagno per un ciclo di guadagno. Pertanto, a partire dall'emissione spontanea all'interno del mezzo di guadagno, verranno generate onde luminose più forti e coerenti, le cui caratteristiche dipendono sia dal mezzo di guadagno che dalle proprietà del feedback. Solitamente, il feedback fornisce una struttura risonante che forma uno o più modi, ciascuno dei quali emette all'interno di uno stretto intervallo spettrale.
Il contatto ampiolaser a semiconduttoreIl laser a semiconduttore più semplice e antico è costituito da una regione di guadagno a semiconduttore formata da una giunzione pn di un materiale a band gap diretto (come il GaAs), con feedback fornito dalla riflessione dalle facce pulite del chip laser; la lunghezza dei chip laser è solitamente di diverse centinaia di micrometri. Questa struttura di connessione è progettata per confinare simultaneamente i portatori di carica e la luce che si propagano all'interno della regione di guadagno. Come i diodi, questi dispositivi hanno contatti elettrici su entrambi i lati. In un dispositivo a contatto largo, la larghezza dell'elettrodo superiore è di diverse decine di micrometri (tipicamente intorno a 75 μm); pertanto, l'emissione luminosa forma una linea lungo questa larghezza, che è monomodale nel piano perpendicolare alla giunzione e presenta una complessa distribuzione del campo luminoso multimodale nel piano parallelo alla giunzione. A causa di questa modalità di emissione, i laser a contatto largo possono essere accoppiati in modo efficiente solo in fibre multimodali. Tuttavia, la potenza del laser a contatto largo è relativamente elevata e, in condizioni operative pulsate, il dispositivo con elettrodo da 75 μm può tipicamente erogare una potenza di picco superiore a 10 W.
Laser a contatto largoI diodi sono adatti a determinati tipi di sistemi di rilevamento della temperatura distribuiti multimodali Raman, poiché questi sistemi non richiedono un'elevata purezza spettrale. Sono inoltre applicabili a sensori basati sulle perdite, come quelli che utilizzano la microflessione controllata come meccanismo di rilevamento.