Laserdioodide parameetrid, põhimõtted ja rakendused

Pooljuhtlaserdioodide tööpõhimõte on teoreetiliselt sama, mis gaaslaseritel.
Laserdiood on sisuliselt pooljuhtdiood. Vastavalt sellele, kas PN-siirde materjal on sama, võib laserdioodi jagada homoliidese, ühe heterosiirde (SH), topelt heterosiirde (DH) ja kvantkaevu (QW) laserdioodideks. Kvantkaevude laserdioodide eelisteks on madal lävivool ja suur väljundvõimsus ning need on praegu turul levinud tooted. Võrreldes laseritega on laserdioodide eeliseks kõrge efektiivsus, väiksus ja pikk kasutusiga. Kuid nende väljundvõimsus on väike (tavaliselt alla 2 mW), halb lineaarsus ja monokromaatilisus ei ole väga head, mis piirab nende kasutamist kaabeltelevisioonisüsteemides. Väga piiratud, ei saa edastada mitme kanaliga suure jõudlusega analoogsignaale. Kahesuunalise optilise vastuvõtja tagasiühendusmoodulis kasutatakse tavaliselt üleslingi edastamiseks valgusallikatena kvantkaevu laserdioode.

Laserdioodi essents
Laserdiood on sisuliselt pooljuhtdiood. Vastavalt sellele, kas PN-siirde materjal on sama, võib laserdioodi jagada homoliidese, ühe heterosiirde (SH), topelt heterosiirde (DH) ja kvantkaevu (QW) laserdioodideks. Kvantkaevude laserdioodide eelisteks on madal lävivool ja suur väljundvõimsus ning need on praegu turul levinud tooted. Võrreldes laseritega on laserdioodide eeliseks kõrge efektiivsus, väiksus ja pikk kasutusiga. Kuid nende väljundvõimsus on väike (tavaliselt alla 2 mW), halb lineaarsus ja monokromaatilisus ei ole väga head, mis piirab nende kasutamist kaabeltelevisioonisüsteemides. Väga piiratud, ei saa edastada mitme kanaliga suure jõudlusega analoogsignaale. Kahesuunalise optilise vastuvõtja tagasiühendusmoodulis kasutatakse tavaliselt üleslingi edastamiseks valgusallikatena kvantkaevu laserdioode.

Pooljuhtlaserdioodi põhistruktuur on selline, nagu on näidatud joonisel. PN-ristmikuga risti asetsevate paralleelsete tasandite paar moodustab Fabry-Perot' resonantsõõnsuse. Need võivad olla pooljuhtkristalli lõhenemistasandid või poleeritud tasapinnad. Ülejäänud kaks külge on suhteliselt karedad, et kõrvaldada laserefekt teistes suundades, välja arvatud põhisuund.

Spetsiifilises töös moodustavad laserdioodi PN-ühenduse kaks legeeritud galliumarseniidi kihti. Sellel on kaks lameda otsaga struktuuri, millest üks peegeldub otsaga paralleelselt (väga peegeldav pind) ja teine ​​osaliselt peegeldav. Kiirgatava valguse lainepikkus on täpselt seotud liigese pikkusega. Kui PN-siirde on välise pingeallika poolt eelpingestatud, liiguvad elektronid läbi ristmiku ja rekombineeruvad nagu tavaline diood. Kui elektronid rekombineeruvad aukudega, eralduvad footonid. Need footonid tabavad aatomeid, põhjustades rohkemate footonite vabanemist. Kuna päripingevool suureneb, siseneb ammendumise piirkonda rohkem elektrone ja eraldub rohkem footoneid.

Tavaliselt kasutatakse kahte laserdioodi: ①PIN-fotodiood. Kui see saab optilist võimsust ja genereerib fotovoolu, toob see kaasa kvantmüra. ②Laviini fotodiood. See tagab sisemise võimenduse ja suudab edastada kaugemale kui PIN-fotodiood, kuid sellel on suurem kvantmüra. Hea signaali-müra suhte saamiseks tuleb fototuvastusseadme taha ühendada madala müratasemega eelvõimendi ja peavõimendi.

Pooljuhtlaserdioodide tavaliselt kasutatavad parameetrid on:
(1) Lainepikkus: see on lasertoru töölainepikkus. Praegu on fotoelektriliste lülititena kasutatavate lasertorude lainepikkused 635 nm, 650 nm, 670 nm, 690 nm, 780 nm, 810 nm, 860 nm, 980 nm jne.

(2) Lävivool Ith: vool, mille juures lasertoru hakkab tekitama laservõnkumist. Üldiste väikese võimsusega lasertorude puhul on selle väärtus umbes kümneid milliampreid. Pingutatud mitme kvantkaevu struktuuriga lasertorude lävivool võib olla nii madal kui 10 mA. järgnev.

(3) Töövool Iop: see on juhtimisvool, kui lasertoru saavutab nimiväljundvõimsuse. See väärtus on oluline laserjuhtimisahela kavandamisel ja silumisel.

(4) Vertikaalne lahknemisnurk θ⊥: nurk, mille all laserdioodi valgusriba avaneb PN-ristmikuga risti, üldiselt umbes 15° ~ 40°.

(5) Horisontaalne lahknemisnurk θ∥: nurk, mille all laserdioodi valgusriba avaneb PN-siirdega paralleelses suunas, üldiselt umbes 6 kraadi ~10 kraadi.

(6) Seirevool Im: vool, mis voolab läbi PIN-toru, kui lasertoru on nimiväljundvõimsusel.

Reaalses elus kasutatakse laserdioode laialdaselt infoteaduste valdkondades, nagu kiudoptiline side, optiliste ketaste salvestamine, printimine ja kopeerimine ning meditsiiniline kosmetoloogia. Konkreetsete rakenduste puhul tuleb valik kombineerida selle peamiste tehniliste parameetritega, sealhulgas lainepikkus, väljundvõimsus, töövool, tööpinge jne. Laserdioode kasutatakse laialdaselt ka väikese võimsusega optoelektroonilistes seadmetes, nagu arvutite optilised kettaseadmed ja printimisseadmed. pead laserprinterites.

Kontaktinfo:

Kui teil on ideid, võtke meiega ühendust. Pole tähtis, kus meie kliendid on ja millised on meie nõudmised, järgime oma eesmärki pakkuda oma klientidele kõrget kvaliteeti, madalaid hindu ja parimat teenust.