4.14 다이오드 레이저 2

4.14.2  광 피드백

 > 레이저는 광 발진기이다. 

 

 > 광증폭 이외에 레이저는 광 피드백을 필요로 한다.

 

 > 광 피드백을 제공하기 위해서는 PN 접합 수직이 되도록 쪼개거나 연마하면 된다. 

 

 > PN 접합에서 발생한 광이 반도체-공기 경계면에서 일부분 반사되어 다시 PN 접합에 돌아와 광이 증폭되는 피드백을 수행한다. 

 

 > 발진기 조건은 순 왕복 이득이 1보다 크거나 같으면 된다. (R1 x R2 x G >= 1)

 

 > R1, R2 는 PN 접합 양 끝의 반사율이고 G는 한 끝에서 다른 끝으로 갔다가 다시 돌아오는 광 이득이다. 

 

 > 피드백을 통해 광 세기가 증가하며 외부 회로에서 주입된 캐리어들이 다 소비될 때 까지 증가하고 이 일부가 끝 반사경으로 통해 밖으로 방출된다. 

 

 > 종종 다이오드 레이저는 특정 파장에 대해서 반사경 역할을 하도록 제작된다. 

 

 > 서로 다른 반도체를 번갈아가며 일련층을 만들어 사용한다. 

 

 > 이렇게 생성된 층은 분산된 브래그 반사경 aka. DBR(Distributed Bragg Reflector)라고 한다. 

 

 > 레이저 반도체 내에서 증폭 및 피드백한 광들 중 특정 파장의 빛만이 DBR에 반사되어 순도 높은 파장의 빛을 방출 할 수 있다. 

 

 > 또 다른 장점은 평면 공정 기술을 적용할 수 있어 웨이퍼 기판위에 많은레이저를 생산할 수 있다.

 

그림 1. (a) 수직된 다이오드 레이저 (b) DBR

 

Reference 

-. Chenming Calvin Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, PEARSON(2013)