廣東激光二極管的工作原理

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-07-09

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(duì)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(shí)的驅(qū)動(dòng)電流,此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)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)平行方向所張開的角度,一般在6?~10?左右。⑹監(jiān)控電流Im:即激光管在額定輸出功率時(shí),在PIN管上流過的電流。激光二極管在計(jì)算機(jī)上的光盤驅(qū)動(dòng)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(tái)燈光、激光手術(shù)、激光焊接和激光武器等大功率設(shè)備中也得到了應(yīng)用。激光二極管具有體積小、重量輕、耗電低、驅(qū)動(dòng)電路簡單、調(diào)制方便、耐機(jī)械沖擊以及抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。廣東激光二極管的工作原理

廣東激光二極管的工作原理,激光二極管

由于激光二極管的譜寬是狹窄單一的波長、相位整齊、指向性高的光,因此具備容易控制能量的特征。激光二極管和LED的區(qū)別匯總在了下表中:9、應(yīng)用領(lǐng)域激光二極管由于具有直進(jìn)性、微小光斑尺寸(數(shù)um~)、單色性、高光密度、相干性(coherent)的這些特點(diǎn),Laser在計(jì)算機(jī)上的光盤驅(qū)動(dòng)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、光纖通信、舞臺(tái)燈光、激光手術(shù)、激光切割焊接和激光武器等設(shè)備中也得到了廣泛應(yīng)用。①激光二極管發(fā)射的激光有可能對(duì)人眼造成傷害。二極管工作時(shí),嚴(yán)禁直接注視其端面,不能透過鏡片直視激光,也不能透過反視鏡觀察激光。②與其他的分立式產(chǎn)品相比,激光二極管的ESD水平非常低,因此如果在正向上加入浪涌,則過量發(fā)光,導(dǎo)致端面損壞,激光無法振蕩(如下圖所示)。因此,在電源通斷時(shí),要防止浪涌電流的措施。用示波器測試驅(qū)動(dòng)電路時(shí),要先斷開電源再連接示波器探頭,若在通電情況下測試探頭,可能引用浪涌電流損壞器件。四川激光二極管的工作原理激光二極管是上世紀(jì)60年代發(fā)明的一種光源半導(dǎo)體激光器,又稱鐳射管。

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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635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。(2)閾值電流Ith:即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流,對(duì)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(shí)的驅(qū)動(dòng)電流,此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)電路較重要。(4)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。(5)水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開的角度,一般在6?~10?左右。(6)監(jiān)控電流Im:即激光管在額定輸出功率時(shí),在PIN管上流過的電流。激光二極管在計(jì)算機(jī)上的光盤驅(qū)動(dòng)器,激光打印機(jī)中的打印頭等小功率光電設(shè)備中得到了***的應(yīng)用。

導(dǎo)電特性二極管**重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負(fù)極流出。下面通過簡單的實(shí)驗(yàn)說明二極管的正向特性和反向特性。1·正向特性在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低電位端,二極管就會(huì)導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí),二極管仍然不能導(dǎo)通,流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。只有粒子的平衡態(tài)被打破,使高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)(這樣情況稱為離子數(shù)反轉(zhuǎn)),才能發(fā)出激光。

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產(chǎn)生激光的三個(gè)條件是:實(shí)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(jià)帶內(nèi)的電子抽運(yùn)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(fèi)米能級(jí)EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子,而在低費(fèi)米能級(jí)EFV以上的價(jià)帶中貯存著空穴。實(shí)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(gè)互相平行的反射鏡,***物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個(gè)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)的各種損耗,即滿足一定的閾值條件:P1P2exp(2G-2A)≥1(P1、P2是兩個(gè)反射鏡的反射率,G是***介質(zhì)的增益系數(shù),A是介質(zhì)的損耗系數(shù),exp為常數(shù)),才能輸出穩(wěn)定的激光,另一方面,激光在諧振腔內(nèi)來回反射,只有這些光束兩兩之間在輸出端的相位差Δф=2qπq=1、2、3、4。時(shí),才能在輸出端產(chǎn)生加強(qiáng)干涉,輸出穩(wěn)定激光。設(shè)諧振腔的長度為L,***介質(zhì)的折射率為N,則Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,LD是激光二極管的英文縮寫,激光二極管的物理架構(gòu)是在發(fā)光二極管的結(jié)間安置一層具有光活性的半導(dǎo)體。遼寧質(zhì)量激光二極管

在較高溫度下工作,會(huì)增大閥值電流,較低轉(zhuǎn)化頻率,加速器件的老化。廣東激光二極管的工作原理

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。激光二極管本質(zhì)上是一個(gè)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(diǎn),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(diǎn),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(hào)。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。廣東激光二極管的工作原理

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