3.二極管原理二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成了空間電荷層，并且建有自建電場。1)當(dāng)二極管兩側(cè)的外加電壓等于零時，由于PN結(jié)兩邊載流子的濃度差起打散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的二極管特性。2)當(dāng)二極管兩側(cè)加正向偏置電壓時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。大多數(shù)二極管都是利用的二極管的正向?qū)щ娦栽碇瞥傻?，例如肖特基二極管、發(fā)光二極管等。3)當(dāng)二極管兩側(cè)加有反向偏置電壓時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流Io。深圳市凱軒業(yè)科技有限...

作為元件材料，使用AlGaAs、InGaAlP、InGaN、ZnO等化合物半導(dǎo)體，由于LSI及Tr、Di等使用的Si躍遷概率（電流轉(zhuǎn)變?yōu)楣獾母怕剩┹^差，因此不適用于激光二極管。性能特點及應(yīng)用激光二極管充分利用直進(jìn)性、微小光斑尺寸(數(shù)um～)、單色性、高光密度、相干性(coherent)這些特點，被用在各種應(yīng)用上面。**近，運動傳感器、HDD熱輔助磁性記錄、照明（投影儀、前照燈）上也在使用。以下匯總了按激光二極管的功能分類的用途示例。激光二極管在計算機(jī)上的光盤驅(qū)動器，激光打印機(jī)中的打印頭，條形碼掃描儀，激光測距、激光醫(yī)療，光通訊，激光指示等小功率光電設(shè)備中得到了***的應(yīng)用，在舞臺燈光、激光手術(shù)...

②閾值電流Ith：即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。③工作電流Iop：即激光管達(dá)到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。④工作電壓Vop：是發(fā)出規(guī)定的光輸出時需要的正向電壓。⑤光輸出功率Po：比較大允許的瞬時光學(xué)功率輸出。這適用于連續(xù)或脈沖操作模式。⑥暗電流Id：光電二極管反向偏置時的泄漏電流。暗電流既取決于溫度又取決于電壓，理想的二極管/光電二極管在相反的方向上沒有電流。⑦微分效率η：每單位驅(qū)動電流的光輸出的增加量。表示在激光振蕩領(lǐng)域相對于正向電流的光輸出直線的傾斜度。⑧垂...

產(chǎn)生激光的三個條件是：實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足閾值條件和諧振條件。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在半導(dǎo)體中就是要把價帶內(nèi)的電子抽運到導(dǎo)帶。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn)，通常采用重?fù)诫s的P型和N型材料構(gòu)成PN結(jié)，這樣，在外加電壓作用下，在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)—在高費米能級EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子，而在低費米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件，但不是充分條件。要產(chǎn)生激光，還要有損耗極小的諧振腔，諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡，***物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的...

上述由于電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時，一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復(fù)合，產(chǎn)生新光子，這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時，就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光，這就是激光二極管的簡單原理。隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展，目前實際使用的半導(dǎo)體激光二極管具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)。常...

主要種類編輯DFB-LDF-P(法布里-珀羅）腔LD已成為常規(guī)產(chǎn)品，向高可靠低價化方向發(fā)展。DFB-LD的激射波長主要由器件內(nèi)部制備的微小折射光柵周期決定，依賴沿整個有源層等間隔分布反射的皺褶波紋狀結(jié)構(gòu)光柵進(jìn)行工作。DFB-LD兩邊為不同材料或不同組分的半導(dǎo)體晶層，一般制作在量子阱QW有源層附近的光波導(dǎo)區(qū)。這種波紋狀結(jié)構(gòu)使光波導(dǎo)區(qū)的折射率呈周期性分布，其作用就像一個諧振控，波長選擇機(jī)構(gòu)是光柵。利用QW材料尺寸效應(yīng)和DFB光柵的選模作用，所激射出的光的譜線很寬，在高速率調(diào)制下可動態(tài)單縱模輸出。內(nèi)置調(diào)制器的DFB-LD滿足光發(fā)射機(jī)小型、低功耗的要求。同一芯片上集成多波長DFB-LD與外腔電吸收調(diào)制...

產(chǎn)生激光的三個條件是：實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足閾值條件和諧振條件。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在半導(dǎo)體中就是要把價帶內(nèi)的電子抽運到導(dǎo)帶。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn)，通常采用重?fù)诫s的P型和N型材料構(gòu)成PN結(jié)，這樣，在外加電壓作用下，在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)—在高費米能級EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子，而在低費米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件，但不是充分條件。要產(chǎn)生激光，還要有損耗極小的諧振腔，諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡，***物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的...

②閾值電流Ith：即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。③工作電流Iop：即激光管達(dá)到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。④工作電壓Vop：是發(fā)出規(guī)定的光輸出時需要的正向電壓。⑤光輸出功率Po：比較大允許的瞬時光學(xué)功率輸出。這適用于連續(xù)或脈沖操作模式。⑥暗電流Id：光電二極管反向偏置時的泄漏電流。暗電流既取決于溫度又取決于電壓，理想的二極管/光電二極管在相反的方向上沒有電流。⑦微分效率η：每單位驅(qū)動電流的光輸出的增加量。表示在激光振蕩領(lǐng)域相對于正向電流的光輸出直線的傾斜度。⑧垂...

半導(dǎo)體激光二極管的工作原理，理論上與氣體激光器相同。常用參數(shù)⑴波長：即激光管工作波長，目前可作光電開關(guān)用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵閾值電流Ith：即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop：即激光管達(dá)到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥：激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結(jié)方向張開的角度，一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向...

激光二極管包括單異質(zhì)結(jié)（SH）、雙異質(zhì)結(jié)（DH）和量子阱（QW）激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低，輸出功率高的優(yōu)點，是市場應(yīng)用的主流產(chǎn)品。同激光器相比，激光二極管具有效率高、體積小、壽命長的優(yōu)點，但其輸出功率小，線性差、單色性不太好，使其在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制，不能傳輸多頻道，高性能模擬信號。在雙向光接收機(jī)的回傳模塊中，上行發(fā)射一般都采用量子阱激光二極管作為光源。單個激光發(fā)射器提供的功率輸出范圍可以從毫瓦到幾瓦。每個激光發(fā)射器既可單獨使用，也能組合成激光二極管條，用于固態(tài)激光器的光泵浦，或集成到激光二極管模組中，滿足各種應(yīng)用需求。新特光電的分高功率激光二極管產(chǎn)品提供豐富的...

半導(dǎo)體激光二極管的工作原理，理論上與氣體激光器相同。常用參數(shù)⑴波長：即激光管工作波長，目前可作光電開關(guān)用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵閾值電流Ith：即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop：即激光管達(dá)到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥：激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結(jié)方向張開的角度，一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向...

產(chǎn)生激光的三個條件是：實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足閾值條件和諧振條件。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在半導(dǎo)體中就是要把價帶內(nèi)的電子抽運到導(dǎo)帶。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn)，通常采用重?fù)诫s的P型和N型材料構(gòu)成PN結(jié)，這樣，在外加電壓作用下，在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)—在高費米能級EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子，而在低費米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件，但不是充分條件。要產(chǎn)生激光，還要有損耗極小的諧振腔，諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡，***物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的...

晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。其它類型LD...

發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，發(fā)光二極管由半導(dǎo)體芯片組成，這些半導(dǎo)體材料會預(yù)先通過注入或摻雜等工藝以產(chǎn)生pn結(jié)結(jié)構(gòu)。與其它二極管一樣，發(fā)光二極管中電流可以輕易地從p極（陽極）流向n極（負(fù)極），而相反方向則不能。兩種不同的載流子：空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向pn結(jié)。當(dāng)空穴和電子相遇而產(chǎn)生復(fù)合，電子會跌落到較低的能階，同時以光子的方式釋放出能量。它所發(fā)出的光的波長，及其顏色，是由組成pn結(jié)的半導(dǎo)體物料的禁帶能量所決定。由于硅和鍺是間接禁帶材料，在這些材料中電子與空穴的復(fù)合是非輻射躍遷，此類躍遷沒有釋出光子，所以硅和鍺二極管不能發(fā)光。發(fā)光二極管所用的材料都是直接禁帶型的，這些禁帶能量對...

上述由于電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時，一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復(fù)合，產(chǎn)生新光子，這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時，就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光，這就是激光二極管的簡單原理。隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展，目前實際使用的半導(dǎo)體激光二極管具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)。常...

上述由于電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時，一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復(fù)合，產(chǎn)生新光子，這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時，就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光，這就是激光二極管的簡單原理。隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展，目前實際使用的半導(dǎo)體激光二極管具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)。常...

激光的產(chǎn)生在講激光產(chǎn)生機(jī)理之前，先講一下受激輻射。在光輻射中存在三種輻射過程，一是處于高能態(tài)的粒子自發(fā)向低能態(tài)躍遷，稱之為自發(fā)輻射；二是處于高能態(tài)的粒子在外來光的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷，稱之為受激輻射；三是處于低能態(tài)的粒子吸收外來光的能量向高能態(tài)躍遷稱之為受激吸收。自發(fā)輻射，即使是兩個同時從某一高能態(tài)向低能態(tài)躍遷的粒子，它們發(fā)出光的相位、偏振狀態(tài)、發(fā)射方向也可能不同，但受激輻射就不同，當(dāng)位于高能態(tài)的粒子在外來光子的激發(fā)下向低能態(tài)躍遷，發(fā)出在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面與外來光子完全相同的光。在激光器中，發(fā)生的輻射就是受激輻射，它發(fā)出的激光在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面完全一樣。任何的受激發(fā)光系統(tǒng)，即有...

激光二極管的結(jié)構(gòu)隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展，目前實際使用的半導(dǎo)體激光二極管具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)。圖2為日本三洋公司的紅光半導(dǎo)體激光二極管的結(jié)構(gòu)。圖3為小功率激光管剖視圖，由圖可見，激光芯片貼在用來散熱的熱沉上，在管座上靠近激光芯片下部封有PIN光電二極管圖4為普通激光二極管的外形，由圖可見，小功率激光管有三條引腳，這是因為在管內(nèi)還封裝有一個光電二極管，用于監(jiān)控激光管工作電流。3.半導(dǎo)體激光二極管的常用參數(shù)有:(1)波長:即激光管工作波長,目前可作光電開關(guān)用的激光管波長有635nm650nm70nm690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等(2)值電流Ith:即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的...

同一芯片上集成多波長DFB-LD與外腔電吸收調(diào)制器的單芯片光源也在發(fā)展中。研制成功的電吸收調(diào)制器集成光源，采用有源層與調(diào)制器吸收層共用多QW結(jié)構(gòu)。調(diào)制器的作用如同一個高速開關(guān)，把LD輸出變換成二進(jìn)制的0和1。在一塊芯片上形成40種不同的折射光柵，波長1530--1590nm的40路調(diào)制器集成光源，信道間隔為200GHz。其開發(fā)目標(biāo)是集成100個發(fā)射波長的LD陣列，以進(jìn)行9.5THz超大容量的通信。VCESLVCESL（垂直腔面發(fā)射激光）二極管的特點如下：從其頂部發(fā)射出圓柱形射束，射束無需進(jìn)行不對稱矯正或散光矯正，即可調(diào)制成用途***的環(huán)形光束，易與光纖耦合；轉(zhuǎn)換效率非常高，功耗*為邊緣發(fā)射LD...

激光二極管本質(zhì)上是一個半導(dǎo)體二極管，按照PN結(jié)材料是否相同，可以把激光二極管分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)（SH）、雙異質(zhì)結(jié)（DH）和量子阱（QW）激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低，輸出功率高的優(yōu)點，是目前市場應(yīng)用的主流產(chǎn)品。同激光器相比，激光二極管具有效率高、體積小、壽命長的優(yōu)點，但其輸出功率?。ㄒ话阈∮?mW），線性差、單色性不太好，使其在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制，不能傳輸多頻道，高性能模擬信號。在雙向光接收機(jī)的回傳模塊中，上行發(fā)射一般都采用量子阱激光二極管作為光源。當(dāng)激光二極管注入電流在臨界電流密度以下時，發(fā)光機(jī)制主要是自發(fā)放射，光譜分散較廣，頻寬大約在100到500埃之間。原裝...

如果激光二極管通過放大得到的增益（Gain）高于內(nèi)部損耗和磁鏡損耗，則產(chǎn)生振蕩。即存在振蕩電流閾值。比較大輸出受到扭折（電流-光輸出直線的折彎）、COD（端面光破壞）、溫度引起的熱飽和等的限制。測量激光二極管的光輸出時使用光功率計。如下圖所示，設(shè)置受光面時，使激光的所有光束都入射到光功率計的受光面上。將受光面相對光軸傾斜5~20°，以避免來自光功率計受光面的反射光返回到激光二極管。I-L特性表示正向電流 (IF) 和光輸出 (PO) 的關(guān)系，可讀取閾值電流 (Ith) 和工作電流 (Iop) 。監(jiān)視電流 (Im) 是用內(nèi)置的光電二極管監(jiān)視從激光芯片后面射出的激光時的輸出電流。激光二極管是上世紀(jì)...

主要種類編輯DFB-LDF-P(法布里-珀羅）腔LD已成為常規(guī)產(chǎn)品，向高可靠低價化方向發(fā)展。DFB-LD的激射波長主要由器件內(nèi)部制備的微小折射光柵周期決定，依賴沿整個有源層等間隔分布反射的皺褶波紋狀結(jié)構(gòu)光柵進(jìn)行工作。DFB-LD兩邊為不同材料或不同組分的半導(dǎo)體晶層，一般制作在量子阱QW有源層附近的光波導(dǎo)區(qū)。這種波紋狀結(jié)構(gòu)使光波導(dǎo)區(qū)的折射率呈周期性分布，其作用就像一個諧振控，波長選擇機(jī)構(gòu)是光柵。利用QW材料尺寸效應(yīng)和DFB光柵的選模作用，所激射出的光的譜線很寬，在高速率調(diào)制下可動態(tài)單縱模輸出。內(nèi)置調(diào)制器的DFB-LD滿足光發(fā)射機(jī)小型、低功耗的要求。同一芯片上集成多波長DFB-LD與外腔電吸收調(diào)制...