Лазерные диоды (ЛД) — это тип лазерного генератора, рабочий материал которого — полупроводник, и представляют собой твердотельные лазеры. Большинство лазерных диодов по структуре аналогичны обычным диодам. Поскольку лазерный диод работает, процесс преобразования энергии электронов включает только два энергетических уровня, и потери энергии, вызванные непрямой запрещенной зоной, отсутствуют, поэтому эффективность относительно высока.
Технический прогресс позволил лазерам выйти на различные диверсифицированные рынки в качестве профессиональных технических инструментов. Лазерные диоды являются наиболее широко используемой лазерной технологией и представляют собой простые полупроводниковые устройства. За последние 30 лет средняя мощность в отрасли лазерных диодов значительно выросла, в то время как средняя цена за ватт снизилась в геометрической прогрессии. В результате лазерные диоды заменяют некоторые существующие лазерные и нелазерные технологии, а также делают возможным появление новых оптических технологий. Установленные области применения лазерных диодов включают хранение данных, передачу данных и оптическую накачку твердотельных лазеров. Напротив, обработка материалов и оптическое зондирование служат примером быстрого развития сегментов рынка со многими новыми приложениями.
Лазерные диоды включают лазерные диоды с одинарным гетеропереходом (SH), двойным гетеропереходом (DH) и квантовыми ямами (QW). Квантовые лазерные диоды обладают преимуществами низкого порогового тока и высокой выходной мощности и являются основной продукцией на рынке. По сравнению с лазерными диодами лазерные диоды обладают преимуществами: высокой эффективностью, небольшими размерами и длительным сроком службы. Однако их выходная мощность мала, линейность плохая, монохроматичность не очень хорошая, что существенно ограничивает их применение в системах кабельного телевидения. Невозможно передавать многоканальные высокопроизводительные аналоговые сигналы. В модуле транзитной связи двунаправленного оптического приемника в качестве источников света для передачи по восходящей линии связи обычно используются лазерные диоды с квантовыми ямами.
Один лазерный излучатель может обеспечить выходную мощность от милливатт до нескольких ватт. Каждый лазерный излучатель может использоваться отдельно, объединяться в лазерную диодную ленту для оптической накачки твердотельных лазеров или интегрироваться в лазерный диодный модуль. группа для удовлетворения различных потребностей приложений.
Лазерный диод — это полупроводниковый лазерный компонент, широко используемый в волоконно-оптической связи, медицине, дисплеях и радиолокационном обнаружении. Он имеет простую структуру, отработанную технологию, высокое качество и низкую цену и широко используется в промышленном производстве и научных исследованиях.
Структура лазерного диода в основном состоит из пяти частей: область P-типа, область N-типа, область отражения P-типа, область отражения N-типа и лазерный резонатор. Среди них область P-типа и область N-типа образуют PN-переход, а область отражения и резонатор лазера представляют собой оптические структуры.
Область P-типа и область N-типа являются частью основной функции лазерного диода, а также являются определяющими факторами люминесценции лазерного диода. Область P-типа вводит позитроны в область N-типа, а область N-типа вводит электроны в область P-типа. После создания PN-перехода позитроны и электроны объединяются в PN-переходе, посылая фотоны для достижения люминесценции. Для достижения быстрой люминесценции область P-типа и область N-типа должны иметь высококачественные материалы и деликатную технологию обработки.
Основная функция области отражения P-типа и области отражения N-типа заключается в отражении лазера так, чтобы лазер генерировал коэффициент стоячей волны в резонаторе лазера. В лазерных диодах отражательная способность области отражения P-типа и области отражения N-типа различна. Как правило, отражательная способность области отражения P-типа очень низкая, а отражательная способность области отражения N-типа очень высока. Такая конструкция позволяет полностью отражать и рассеивать лазер в резонаторе лазера, обеспечивая относительно стабильное излучение одномодового волоконного лазера.
Лазерный резонатор является наиболее важной оптической частью лазерного диода, и его основная функция заключается в обеспечении эффекта усиления оптической обратной связи. Резонатор лазера обычно состоит из отражателей, один из которых является полуотражателем, а другой - высоким отражателем. Оптическая полость, образованная между этими двумя отражателями, может осуществлять непрерывное отражение квантов света в полости лазера, тем самым усиливая эффект усиления лазера. Регулируя отражательную способность отражателя и длину резонатора лазера, можно добиться лазерного излучения с различными длинами волн света и выходной мощностью.
Помимо вышеперечисленных конструктивных особенностей, лазерный диод также включает в себя несколько вспомогательных структур, таких как электроды, подложки, окна и т. д. Эта структура не является основной частью лазерного диода, но она также важна для производительности и надежности лазерный диод.
Лазерный диод имеет компактную структуру, но каждая его часть играет жизненно важную роль. Только когда каждая часть работает согласованно, можно добиться быстрого и относительно стабильного лазерного излучения. Благодаря постоянному развитию науки и техники структура лазерных диодов также постоянно совершенствуется, обеспечивая лучшую поддержку более широкого спектра применений.
Инфракрасные лазеры обычно используются для измерения расстояний, осветительного оборудования, связи, моделирования оружия и т. д. Сердцем лазера, несомненно, является лазерный диод, а мощность лазерного диода определяет величину мощности импульса.
Лазерный диод также имеет структуру обычного диода, а именно N-область, PN-переход и P-область. Когда к диоду приложено прямое напряжение, барьер PN-перехода будет ослаблен, заставляя электроны инжектироваться из N-области через PN-переход в P-область, а дырки - из P-области через PN-переход в район Н. Эти несбалансированные электроны и дырки, инжектированные вблизи PN-перехода, будут рекомбинировать, тем самым излучая фотоны.
Однако эти энергичные фотоны случайны во времени и направлении, в отличие от «фокусировки» лазеров. Как говорится, в единстве сила. Чтобы фотоны «объединились» и произвели когерентный свет с постоянным направлением и фазой, должны быть выполнены два условия: 1. Достаточное количество электронов. 2. Постоянное направление.
Следовательно, если лазерному диоду необходимо излучать лазер, он должен возбуждаться сильным импульсным током, и должна быть структура оптического резонансного резонатора, чтобы гарантировать, что электроны имеют постоянное направление. Это простой принцип работы лазерного диода.
Наш адрес
B-1507 Особняк Руйдинг, улица Чжэньхуа, № 200, район Сиху
Номер телефона
0086 181 5840 0345
Электронная почта
info@brandnew-china.com
