Chươn g- 2 KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.2. Phương phỏp đo cỏc đặc trưng của Laser bỏn dẫn cụng suất cao
2.2.1. Đặc trưng I-V , P-I
Những ưu điểm quan trọng nhất để ứng dụng laser CSC đú là hiệu suất biến đổi cao và khả năng điều chỉnh trực tiếp cụng suất ra bằng cỏch thay đổi dũng cung cấp. Ở dưới dũng ngưỡng, ta thấy chỉ cú cỏc photon phỏt xạ tự phỏt ở cụng suất quang rất thấp. Ở trờn dũng ngưỡng, cụng suất ra tăng tuyến tớnh với dũng cung cấp. Hiệu suất độ dốc phụ thuộc vào hiệu suất lượng tử nội, sự phản xạ ở cỏc bề mặt, sự hấp thụ bờn trong vật liệu bỏn dẫn, và phụ thuộc vào bước súng của photon phỏt.
Khi tăng dũng qua laser, thế sụt trờn chuyển tiếp nhanh chúng tăng đến một giỏ trị ngưỡng, bờn trờn giỏ trị ngưỡng này thế sụt trờn laser tăng rất chậm. Sự tăng này là rất nhỏ trong cỏc laser diode mới nhất.
Đặc trưng I-V, P-I của laser được đo sử dụng cỏc thiết bị chớnh dưới đõy: - Nguồn dũng một chiều 0ữ2A
- Đầu đo cụng suất dải rộng 0ữ2W - Đồng hồ đo thế
- Bộ điều khiển nhiệt độ sử dụng pin peltier.
Hỡnh 2.3: Sơ đồ phương phỏp đo đặc trưng I-V-P của Laser
Laser được cấp dũng liờn tục, được ổn định nhiệt độ bằng sử dụng pin V A Nguồn dũng LD Đầu thu . . . Bộ ghi dữ liệu
laser để thu toàn bộ bức xạ ra khỏi laser. Trong trường hợp cần thiết cú thể sử dụng kớnh lọc trung tớnh đặt trước đầu thu.
2.2.2. Đặc trưng phổ
Laser CSC dạng BA hay Taper dựng trong nghiờn cứu là cỏc dạng cấu hỡnh đặc biệt của laser buồng cộng hưởng Fabry Perot. Khi laser hoạt động trờn ngưỡng, chỉ những mode súng dọc gần với đỉnh khuếch đại là được khuếch đại. Bước súng phỏt xạ của laser diode thay đổi theo nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng bước súng phỏt dịch về phớa hồng ngoại do độ rộng vựng cấm của vật liệu lớp tớch cực giảm. Vỡ hệ số chiết suất tăng tỉ lệ với nhiệt độ nờn bước súng ở mode dọc m sẽ tăng tương ứng. Hơn nữa, chiều dài của buồng cộng hưởng tăng với nhiệt độ do sự dón nở của vật liệu dẫn đến bước súng phỏt xạ cao hơn.
Đặc trưng phổ của laser cú thể được đo sử dụng mỏy phõn tớch phổ quang spectrum analyzer Advantest Q8384 cú độ phõn giải nhỏ hơn 0,02 nm. Sơ đồ đo được minh họa trong hỡnh dưới. Nguồn dũng cấp dũng một chiều cho laser và bộ điều khiển pin peltier (TEC) để đặt nhiệt độ hoạt động cho laser. Một thấu kớnh phi cầu tiờu cự 8 mm cú nhiệm vụ hội tụ bức xạ laser vào đầu sợi quang, sợi quang đơn mode 9/125 μm thu bức xạ laser đưa vào mỏy phõn tớch phổ. Laser, thấu kớnh, và sợi quang được đặt trờn một hệ thống bàn vi dịch chuyển để điều chỉnh thu tớn hiệu phổ cao nhất.
Hỡnh 2.4: Sơ đồ đo phổ của laser
2.2.3. Đặc trưng Phõn bố trường xa
Phõn bố trường xa là phõn bố cường độ quang trong khụng gian của laser, phõn bố này cú thể được đo sử dụng phương phỏp quay đầu phỏt laser. Laser được đặt trờn tõm của một đế cú thể điều chỉnh quay theo cỏc gúc khỏc nhau, đầu thu là
LD Dũng bơm OSA Mỏy phõn tớch phổ OSA Sợi quang TEC
photodiode được gắn sau một khe hẹp cỡ 100 àm dựng để thu bức xạ laser trong một gúc đủ hẹp. Khoảng cỏch giữa laser và photodiode khoảng 10 cm, ở trước đầu thu ta cú thể dựng cỏc kớnh lọc trung tớnh để trỏnh bóo hũa đầu thu. Hỡnh dưới minh họa sơ đồ đo phõn bố trường xa của laser. Laser được cấp dũng xung từ mỏy phỏt xung cú độ rộng xung thay đổi từ 200ns tới 5μs, tần số 1-10 KHz, biờn độ xung dũng 0-1,5A do chỳng tụi tự chế tạo. Xung thu từ photodiode được đo trờn dao động ký KIKUSUI 100 MHz.
Hỡnh 2.5: Sơ đồ minh họa phương phỏp đo phõn bố trường xa