A lézerdióda paraméterei, alapelvei és alkalmazásai

A félvezető lézerdiódák működési elve elméletileg ugyanaz, mint a gázlézereké.
A lézerdióda lényegében egy félvezető dióda. Aszerint, hogy a PN átmenet anyaga azonos-e, a lézerdióda homojunkciós, egyszeres heterojunkciós (SH), kettős heterojunkciós (DH) és kvantumkút (QW) lézerdiódákra osztható. A kvantumkút lézerdiódák előnye az alacsony küszöbáram és a nagy kimeneti teljesítmény, és jelenleg a piac fő termékei. A lézerekkel összehasonlítva a lézerdiódák előnye a nagy hatékonyság, a kis méret és a hosszú élettartam. Kimeneti teljesítményük azonban kicsi (általában kevesebb, mint 2 mW), rossz linearitás és monokromatikusság nem túl jó, ami korlátozza alkalmazásukat kábeltelevíziós rendszerekben. Nagyon korlátozott, nem tud többcsatornás, nagy teljesítményű analóg jeleket továbbítani. A kétirányú optikai vevő backhaul moduljában általában kvantumkút lézerdiódákat használnak fényforrásként az uplink átvitelhez.

Lézer dióda esszencia
A lézerdióda lényegében egy félvezető dióda. Aszerint, hogy a PN átmenet anyaga azonos-e, a lézerdióda homojunkciós, egyszeres heterojunkciós (SH), kettős heterojunkciós (DH) és kvantumkút (QW) lézerdiódákra osztható. A kvantumkút lézerdiódák előnye az alacsony küszöbáram és a nagy kimeneti teljesítmény, és jelenleg a piac fő termékei. A lézerekkel összehasonlítva a lézerdiódák előnye a nagy hatékonyság, a kis méret és a hosszú élettartam. Kimeneti teljesítményük azonban kicsi (általában kevesebb, mint 2 mW), rossz linearitás és monokromatikusság nem túl jó, ami korlátozza alkalmazásukat kábeltelevíziós rendszerekben. Nagyon korlátozott, nem tud többcsatornás, nagy teljesítményű analóg jeleket továbbítani. A kétirányú optikai vevő backhaul moduljában általában kvantumkút lézerdiódákat használnak fényforrásként az uplink átvitelhez.

A félvezető lézerdióda alapvető felépítése az ábrán látható. A PN átmenetre merőleges párhuzamos síkpár egy Fabry-Perot rezonanciaüreget alkot. Lehetnek a félvezető kristály hasítási síkjai vagy polírozott síkok. A fennmaradó két oldal viszonylag durva, hogy kiküszöbölje a lézerhatást a fő irány kivételével.

Konkrét működés során a lézerdióda PN átmenetét két adalékolt gallium-arzenid réteg alkotja. Két lapos végű szerkezete van, az egyik a végével párhuzamosan tükröződik (nagyon visszaverő felület), a másik pedig részben tükröződik. A kibocsátandó fény hullámhossza pontosan összefügg az ízület hosszával. Ha egy PN átmenetet egy külső feszültségforrás előfeszíti, az elektronok áthaladnak a csomóponton, és normál diódaként rekombinálódnak. Amikor az elektronok rekombinálódnak lyukakkal, fotonok szabadulnak fel. Ezek a fotonok eltalálják az atomokat, és több foton szabadul fel. Ahogy az előfeszítő áram növekszik, több elektron lép be a kimerülési tartományba, és több foton bocsát ki.

Két általánosan használt lézerdióda létezik: ①PIN fotodióda. Amikor optikai energiát kap és fotoáramot generál, kvantumzajt fog hozni. ②Lavina fotodióda. Belső erősítést biztosít, és messzebbre képes továbbítani, mint egy PIN-fényképdióda, de nagyobb a kvantumzaj. A jó jel-zaj arány elérése érdekében a fényérzékelő készülék mögé egy alacsony zajszintű előerősítőt és egy főerősítőt kell csatlakoztatni.

A félvezető lézerdiódák általánosan használt paraméterei:
(1) Hullámhossz: vagyis a lézercső működési hullámhossza. Jelenleg a fotoelektromos kapcsolóként használható lézercsövek hullámhossza 635 nm, 650 nm, 670 nm, 690 nm, 780 nm, 810 nm, 860 nm, 980 nm stb.

(2) Ith küszöbáram: az az áramerősség, amelynél a lézercső lézeroszcillációt kezd generálni. Általános kis teljesítményű lézercsövek esetében értéke körülbelül tíz milliamper. A megfeszített, több kvantumkút szerkezetű lézercsövek küszöbárama akár 10 mA is lehet. a következő.

(3) Üzemi áram Iop: Az a meghajtó áram, amikor a lézercső eléri a névleges kimeneti teljesítményt. Ez az érték fontos a lézeres meghajtó áramkör tervezésénél és hibakeresésénél.

(4) Függőleges divergencia szög θ⊥: Az a szög, amelyben a lézerdióda fénycsíkja a PN átmenetre merőleges irányban nyílik, általában 15° ~ 40° körül.

(5) Vízszintes divergencia szög θ∥: Az a szög, amelyben a lézerdióda fénysávja a PN átmenettel párhuzamos irányba nyílik, általában 6° ~ 10° körül.

(6) Ellenőrző áram Im: azaz a PIN csövön átfolyó áram, amikor a lézercső névleges kimeneti teljesítményen van.

A való életben a lézerdiódákat széles körben használják az információtudományi területeken, mint például az optikai szálas kommunikáció, az optikai lemezes tárolás, a nyomtatás és másolás, valamint az orvosi kozmetológia. Speciális alkalmazások esetén a kiválasztást a fő műszaki paraméterekkel kell kombinálni, ideértve a hullámhosszt, a kimeneti teljesítményt, az üzemi áramot, az üzemi feszültséget stb. A lézerdiódákat széles körben használják kis teljesítményű optoelektronikai eszközökben is, például számítógépek optikai lemezmeghajtóiban és nyomtatókban. fejek a lézernyomtatókban.

Elérhetőség:

Ha bármilyen ötlete van, forduljon hozzánk bizalommal. Függetlenül attól, hogy hol tartózkodnak ügyfeleink és milyen követelményeket támasztanak, követjük azt a célunkat, hogy ügyfeleinknek magas minőséget, alacsony árakat és a legjobb szolgáltatást biztosítsuk.