Параметри, принципи и приложения на лазерния диод

Принципът на работа на полупроводниковите лазерни диоди е теоретично същият като този на газовите лазери.
Лазерният диод е по същество полупроводников диод. В зависимост от това дали материалът на PN прехода е един и същ, лазерният диод може да бъде разделен на хомопреход, единичен хетеропреход (SH), двоен хетеропреход (DH) и лазерни диоди с квантова яма (QW). Лазерните диоди с квантови ямки имат предимствата на нисък прагов ток и висока изходна мощност и в момента са основни продукти на пазара. В сравнение с лазерите, лазерните диоди имат предимствата на висока ефективност, малък размер и дълъг живот. Изходната им мощност обаче е малка (обикновено под 2mW), лошата линейност и монохроматичността не са много добри, което ограничава приложението им в системите за кабелна телевизия. Много ограничен, не може да предава многоканални аналогови сигнали с висока производителност. В backhaul модула на двупосочен оптичен приемник лазерните диоди с квантови ямки обикновено се използват като източници на светлина за предаване нагоре.

Лазерна диодна същност
Лазерният диод е по същество полупроводников диод. В зависимост от това дали материалът на PN прехода е един и същ, лазерният диод може да бъде разделен на хомопреход, единичен хетеропреход (SH), двоен хетеропреход (DH) и лазерни диоди с квантова яма (QW). Лазерните диоди с квантови ямки имат предимствата на нисък прагов ток и висока изходна мощност и в момента са основни продукти на пазара. В сравнение с лазерите, лазерните диоди имат предимствата на висока ефективност, малък размер и дълъг живот. Изходната им мощност обаче е малка (обикновено под 2mW), лошата линейност и монохроматичността не са много добри, което ограничава приложението им в системите за кабелна телевизия. Много ограничен, не може да предава многоканални аналогови сигнали с висока производителност. В backhaul модула на двупосочен оптичен приемник лазерните диоди с квантови ямки обикновено се използват като източници на светлина за предаване нагоре.

Основната структура на полупроводников лазерен диод е както е показано на фигурата. Двойка успоредни равнини, перпендикулярни на PN прехода, образуват резонансна кухина на Фабри-Перо. Те могат да бъдат равнини на разцепване на полупроводниковия кристал или полирани равнини. Останалите две страни са сравнително груби, за да елиминират лазерния ефект в други посоки, с изключение на основната посока.

При специфична работа PN преходът на лазерния диод се формира от два легирани слоя галиев арсенид. Има две структури с плоски краища, една огледална, успоредна на края (силно отразяваща повърхност) и една частично отразяваща. Дължината на вълната на излъчваната светлина е точно свързана с дължината на ставата. Когато PN преходът е предубеден от външен източник на напрежение, електроните се движат през прехода и се рекомбинират като нормален диод. Когато електроните се рекомбинират с дупки, се освобождават фотони. Тези фотони удрят атомите, причинявайки освобождаването на повече фотони. С нарастването на тока на преднамагнитност повече електрони навлизат в областта на изчерпване и причиняват излъчването на повече фотони.

Има два често използвани лазерни диода: ①PIN фотодиод. Когато получи оптична мощност и генерира фототок, това ще доведе до квантов шум. ②Лавинен фотодиод. Той осигурява вътрешно усилване и може да предава по-далеч от PIN фотодиод, но има по-голям квантов шум. За да се получи добро съотношение сигнал/шум, трябва да се свържат нискошумящ предусилвател и основен усилвател зад фотодетекторното устройство.

Често използвани параметри на полупроводникови лазерни диоди са:
(1) Дължина на вълната: това е работната дължина на вълната на лазерната тръба. Понастоящем дължините на вълните на лазерните тръби, които могат да се използват като фотоелектрически превключватели, включват 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm и др.

(2) Прагов ток Ith: това е токът, при който лазерната тръба започва да генерира лазерни трептения. За обикновените лазерни тръби с ниска мощност стойността му е около десетки милиампери. Праговият ток на лазерните тръби с напрегната структура с множество квантови ямки може да бъде толкова нисък, колкото 10 mA. следното.

(3) Работен ток Iop: Това е управляващият ток, когато лазерната тръба достигне номиналната изходна мощност. Тази стойност е важна за проектиране и отстраняване на грешки във веригата за задвижване на лазера.

(4) Вертикален ъгъл на отклонение θ⊥: Ъгълът, под който светещата лента на лазерния диод се отваря в посока, перпендикулярна на PN прехода, обикновено около 15 градуса ~40 градуса.

(5) Ъгъл на хоризонтална дивергенция θ∥: ​​Ъгълът, под който светещата лента на лазерния диод се отваря в посока, успоредна на PN прехода, обикновено около 6 градуса ~10 градуса.

(6) Контролен ток Im: това е токът, протичащ през PIN тръбата, когато лазерната тръба е с номинална изходна мощност.

В реалния живот лазерните диоди се използват широко в области на информационните науки, като комуникации с оптични влакна, съхранение на оптични дискове, печат и копиране и медицинска козметология. За конкретни приложения изборът трябва да се комбинира с неговите основни технически параметри, включително дължина на вълната, изходна мощност, работен ток, работно напрежение и т.н. Лазерните диоди също се използват широко в оптоелектронни устройства с ниска мощност, като оптични дискови устройства на компютри и печат глави в лазерни принтери.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме нашата цел да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.