LPT-11 การทดลองต่อเนื่องเกี่ยวกับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

คำอธิบาย

โดยทั่วไปเลเซอร์ประกอบด้วยสามส่วน
(1) สื่อการทำงานของเลเซอร์
การสร้างเลเซอร์ต้องเลือกตัวกลางทำงานที่เหมาะสม ซึ่งอาจเป็นก๊าซ ของเหลว ของแข็ง หรือสารกึ่งตัวนำ ในตัวกลางประเภทนี้ สามารถทำให้เกิดการผกผันของจำนวนอนุภาคได้ ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นในการสร้างเลเซอร์ เห็นได้ชัดว่า การมีอยู่ของระดับพลังงานกึ่งเสถียรนั้นเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการทำให้เกิดการผกผันของจำนวนอนุภาค ปัจจุบันมีตัวกลางทำงานเกือบ 1,000 ชนิด ซึ่งสามารถผลิตเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นหลากหลายตั้งแต่ VUV ไปจนถึงอินฟราเรดไกล
(2) แหล่งจูงใจ
เพื่อให้เกิดการผกผันของจำนวนอนุภาคในตัวกลางทำงาน จำเป็นต้องใช้วิธีการบางอย่างในการกระตุ้นระบบอะตอมเพื่อเพิ่มจำนวนอนุภาคในระดับบน โดยทั่วไปแล้ว การปล่อยประจุในแก๊สสามารถใช้กระตุ้นอะตอมที่เป็นฉนวนด้วยอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์ ซึ่งเรียกว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า การใช้แหล่งกำเนิดแสงแบบพัลส์ฉายไปยังตัวกลางทำงานก็เรียกว่าการกระตุ้นด้วยแสงเช่นกัน การกระตุ้นด้วยความร้อน การกระตุ้นด้วยสารเคมี ฯลฯ วิธีการกระตุ้นต่างๆ เหล่านี้สามารถมองเห็นได้เป็นการปั๊มหรือการสูบฉีดอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องปั๊มอย่างต่อเนื่องเพื่อให้จำนวนอนุภาคในระดับบนมากกว่าระดับล่าง
(3) โพรงเรโซแนนซ์
ด้วยวัสดุทำงานและแหล่งกำเนิดการกระตุ้นที่เหมาะสม การกลับทิศทางของจำนวนอนุภาคสามารถเกิดขึ้นได้ แต่ความเข้มของรังสีที่กระตุ้นนั้นอ่อนมาก จึงไม่สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ ดังนั้นจึงมีการคิดค้นวิธีการใช้ตัวเรโซเนเตอร์เชิงแสงเพื่อขยายสัญญาณ ตัวเรโซเนเตอร์เชิงแสงที่ว่านี้แท้จริงแล้วคือกระจกสองบานที่มีค่าการสะท้อนสูง ติดตั้งหันหน้าเข้าหากันที่ปลายทั้งสองข้างของเลเซอร์ บานหนึ่งสะท้อนแสงเกือบทั้งหมด อีกบานหนึ่งสะท้อนแสงส่วนใหญ่และส่งผ่านเพียงเล็กน้อย ทำให้เลเซอร์สามารถเปล่งแสงผ่านกระจกได้ แสงที่สะท้อนกลับไปยังตัวกลางทำงานจะกระตุ้นให้เกิดรังสีกระตุ้นใหม่ และแสงจะถูกขยาย ดังนั้นแสงจึงสั่นไปมาในตัวเรโซเนเตอร์ ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งถูกขยายเหมือนหิมะถล่ม ทำให้เกิดแสงเลเซอร์ที่แรงออกมาจากปลายด้านหนึ่งของกระจกสะท้อนแสงบางส่วน

การทดลอง

1. การหาคุณลักษณะกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

2. การวัดมุมกระจายของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

3. การวัดระดับการโพลาไรซ์ของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

4. การวิเคราะห์คุณสมบัติทางสเปกตรัมของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

ข้อกำหนด