Лазерните диоди (LD) са вид лазерен генератор, чийто работен материал е полупроводник и са твърдотелни лазери. Повечето лазерни диоди са подобни по структура на обикновените диоди. Тъй като лазерният диод работи, процесът на преобразуване на енергията на електроните включва само две енергийни нива и няма загуба на енергия, причинена от непряката забранена лента, така че ефективността е относително висока.
Технологичният прогрес позволи на лазерите да навлязат на различни разнообразни пазари като професионални технически инструменти. Лазерните диоди са най-широко използваната лазерна технология и са прости полупроводникови устройства. През последните 30 години средната мощност на индустрията за лазерни диоди се е увеличила значително, докато средната цена на ват е намаляла експоненциално. В резултат на това лазерните диоди заменят някои съществуващи лазерни и нелазерни технологии, като същевременно позволяват нови оптични технологии да станат възможни. Установените области на приложение на лазерните диоди включват съхранение на данни, комуникации на данни и оптично изпомпване на твърдотелни лазери. Обратно, обработката на материали и оптичното отчитане са пример за бързото развитие на пазарни сегменти с много нововъзникващи приложения.
Лазерните диоди включват единичен хетеропреход (SH), двоен хетеропреход (DH) и лазерни диоди с квантова яма (QW). Квантовите лазерни диоди имат предимствата на нисък прагов ток и висока изходна мощност и са основни продукти на пазара. В сравнение с лазерните диоди, лазерните диоди имат предимствата на висока ефективност, малък размер и дълъг живот. Изходната им мощност обаче е малка, линейността им е лоша, а монохроматичността им не е много добра, което значително ограничава приложението им в системите за кабелна телевизия. 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.
Единичен лазерен излъчвател може да осигури изходна мощност от миливата до няколко вата. Всеки лазерен излъчвател може да се използва самостоятелно, комбиниран в лазерна диодна лента за оптично изпомпване на твърдотелни лазери или интегриран в лазерен диоден модул. група, за да отговори на нуждите на различни приложения.
Лазерният диод е полупроводников лазерен компонент, широко използван в комуникация с оптични влакна, медицинско лечение, дисплей и радарно откриване. Има проста структура, зряла технология, високо качество и ниска цена и се използва широко в промишленото производство и научните изследвания.
Структурата на лазерния диод включва главно пет части: P-тип област, N-тип област, P-тип отразяваща област, N-тип отразяваща област и лазерна кухина. Сред тях P-тип регионът и N-тип регионът образуват PN преход, а отразяващият регион и лазерната кухина са оптични структури.
Регионът от P-тип и регионът от N-тип са част от основната функция на лазерния диод и също така са определящите фактори за луминесценцията на лазерния диод. Областта от тип P въвежда позитрони в областта от тип N, а областта от тип N въвежда електрони в областта от тип P. След генерирането на PN прехода, позитроните и електроните се комбинират в PN прехода, за да изпратят фотони за постигане на луминесценция. За да се постигне бърза луминесценция, P-тип регионът и N-тип регионът трябва да имат висококачествени материали и деликатна технология за обработка.
Основната функция на отражателната област от P-тип и отражателната област от N-тип е да отразяват лазера, така че лазерът да генерира коефициент на стояща вълна в лазерната кухина. В лазерните диоди отражателната способност на зоната на отражение от P-тип и зоната на отражение от N-тип е различна. Като цяло коефициентът на отражение на зоната на отражение от P-тип е много нисък, а коефициентът на отражение на зоната на отражение от N-тип е много висок. Такава конструкция може да накара лазера да отразява напълно и да дифузира в лазерната кухина, така че да се постигне относително стабилно едномодово лазерно излъчване.
Лазерната кухина е най-важната оптична част на лазерния диод и основната му функция е да осигури ефект на усилване на оптичната обратна връзка. Лазерната кухина обикновено се състои от рефлектори, единият от които е полурефлектор, а другият е висок рефлектор. Оптичната кухина, образувана между тези два рефлектора, може да реализира непрекъснатото отражение на светлинните кванти в лазерната кухина, като по този начин засилва ефекта на усилване на лазера. Чрез регулиране на отразяващата способност на рефлектора и дължината на лазерната кухина може да се постигне лазерно излъчване с различни дължини на светлинните вълни и изходни мощности.
В допълнение към горните структурни характеристики, лазерният диод включва и няколко спомагателни структури, като електроди, субстрати, прозорци и др. Тази структура не е основната част на лазерния диод, но също така е важна за производителността и надеждността на лазерния диод.
Лазерният диод има компактна структура, но всяка част от него играе жизненоважна роля. Само когато всяка част работи координирано, може да се постигне бързо и относително стабилно лазерно излъчване. С непрекъснатия напредък на науката и технологиите, структурата на лазерните диоди също непрекъснато се подобрява и усъвършенства, осигурявайки по-добра поддръжка за по-широк спектър от приложения.
Инфрачервените лазери обикновено се използват за измерване на разстояние, осветително оборудване, комуникации, симулирани оръжия и т.н. Ядрото на лазера несъмнено е лазерният диод, а мощността на лазерния диод определя размера на мощността на импулса.
Лазерният диод също има структурата на обикновен диод, а именно N област, PN преход и P област. Когато към диода се приложи напрежение в посока напред, бариерата на PN прехода ще бъде отслабена, принуждавайки електроните да бъдат инжектирани от N областта през PN прехода в P областта и дупките да бъдат инжектирани от P областта през PN прехода в регион N. Тези небалансирани електрони и дупки, инжектирани близо до PN прехода, ще се рекомбинират, като по този начин излъчват фотони.
Въпреки това, тези енергийни фотони са произволни по време и посока, за разлика от "фокусирането" на лазерите. Както се казва, единството е сила. За да накарате фотоните да се "обединят" и да произведат кохерентна светлина с постоянна посока и фаза, трябва да бъдат изпълнени две условия: 1. Достатъчно електрони 2. Постоянна посока.
Следователно, ако лазерен диод трябва да излъчва лазер, той трябва да бъде възбуден от импулсен голям ток и трябва да има оптична резонансна кухина, за да се гарантира, че електроните имат последователна посока. Това е простият принцип на лазерния диод.
Нашият адрес
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Телефонен номер
0086 181 5840 0345
Имейл
info@brandnew-china.com
