Лазерні діоди (ЛД) — це тип лазерного генератора, робочим матеріалом якого є напівпровідник, і є твердотільними лазерами. Більшість лазерних діодів схожі за структурою на звичайні діоди. Оскільки лазерний діод працює, процес перетворення енергії електронів включає лише два рівні енергії, і немає втрат енергії, спричинених непрямою забороненою зоною, тому ефективність відносно висока.
Технологічний прогрес дозволив лазерам вийти на різні диверсифіковані ринки як професійні технічні інструменти. Лазерні діоди є найпоширенішою лазерною технологією та є простими напівпровідниковими пристроями. За останні 30 років середня потужність промисловості лазерних діодів значно зросла, тоді як середня ціна за ват різко знизилася. У результаті лазерні діоди замінюють деякі існуючі лазерні та нелазерні технології, водночас створюючи нові оптичні технології. Встановлені області застосування лазерних діодів включають зберігання даних, передачу даних і оптичне накачування твердотільних лазерів. Навпаки, обробка матеріалів і оптичне зондування є прикладом швидкого розвитку сегментів ринку з багатьма новими застосуваннями.
Лазерні діоди включають одинарний гетероперехід (SH), подвійний гетероперехід (DH) і лазерні діоди з квантовою ямою (QW). Квантові лазерні діоди мають такі переваги, як низький пороговий струм і висока вихідна потужність, і є основними продуктами на ринку. У порівнянні з лазерними діодами, лазерні діоди мають такі переваги, як висока ефективність, малий розмір і тривалий термін служби. Однак їхня вихідна потужність мала, лінійність низька, а монохроматичність не дуже хороша, що значно обмежує їх застосування в системах кабельного телебачення. Неможливо передавати багатоканальні високоякісні аналогові сигнали. У модулі зворотного зв’язку двонаправленого оптичного приймача лазерні діоди з квантовою ямою зазвичай використовуються як джерела світла для висхідної передачі.
Один лазерний випромінювач може забезпечити вихідну потужність від міліват до кількох ват. Кожен лазерний випромінювач можна використовувати окремо, об’єднати в лазерну діодну стрічку для оптичної накачування твердотільних лазерів або інтегрувати в лазерний діодний модуль. групи для задоволення різноманітних потреб програми.
Лазерний діод — це напівпровідниковий лазерний компонент, який широко використовується в волоконно-оптичному зв’язку, медичному лікуванні, дисплеї та радарному виявленні. Він має просту структуру, зрілу технологію, високу якість і низьку ціну, і широко використовується в промисловому виробництві та наукових дослідженнях.
Структура лазерного діода в основному включає п'ять частин: область P-типу, область N-типу, область відбиття P-типу, область відбиття N-типу та лазерну порожнину. Серед них область P-типу та область N-типу утворюють PN-перехід, а область відбиття та лазерний резонатор є оптичними структурами.
Область P-типу та область N-типу є частиною основної функції лазерного діода, а також є визначальними факторами люмінесценції лазерного діода. Область P-типу вводить позитрони в область N-типу, а область N-типу вводить електрони в область P-типу. Після генерації PN-переходу позитрони й електрони об’єднуються в PN-переході, надсилаючи фотони для досягнення люмінесценції. Щоб досягти швидкого світіння, області P-типу та N-типу повинні мати високоякісні матеріали та делікатну технологію обробки.
Основною функцією області відбиття P-типу та області відбиття N-типу є відображення лазера таким чином, щоб лазер генерував коефіцієнт стоячої хвилі в лазерному резонаторі. У лазерних діодах відбивна здатність зони відбиття P-типу та області відбиття N-типу різна. Як правило, відбивна здатність області відбиття P-типу дуже низька, а відбивна здатність області відбиття N-типу дуже висока. Така конструкція може змусити лазер повністю відбивати та розсіювати в порожнині лазера, щоб досягти відносно стабільного одномодового випромінювання волоконного лазера.
Лазерний резонатор є найважливішою оптичною частиною лазерного діода, і його основною функцією є забезпечення ефекту посилення оптичного зворотного зв’язку. Лазерний резонатор, як правило, складається з відбивачів, один з яких є напіввідбивачем, а інший - високовідбивачем. Оптична порожнина, утворена між цими двома рефлекторами, може здійснювати безперервне відбиття квантів світла в лазерній порожнині, тим самим посилюючи ефект посилення лазера. Регулюючи відбивну здатність рефлектора та довжину лазерного резонатора, можна досягти лазерного випромінювання з різною довжиною хвилі світла та вихідною потужністю.
Окрім зазначених вище структурних особливостей, лазерний діод також включає кілька допоміжних структур, таких як електроди, підкладки, вікна тощо. Ця структура не є основною частиною лазерного діода, але вона також важлива для продуктивності та надійності лазерний діод.
Лазерний діод має компактну структуру, але кожна його частина відіграє життєво важливу роль. Тільки коли кожна частина працює злагоджено, можна досягти швидкого та відносно стабільного лазерного випромінювання. З безперервним прогресом науки й техніки структура лазерних діодів також постійно вдосконалюється й удосконалюється, забезпечуючи кращу підтримку для ширшого спектру застосувань.
Інфрачервоні лазери зазвичай використовуються для вимірювання відстані, освітлювального обладнання, засобів зв’язку, імітації зброї тощо. Сердцем лазера, безсумнівно, є лазерний діод, і потужність лазерного діода визначає величину потужності імпульсу.
Лазерний діод також має структуру звичайного діода, а саме N-область, PN-перехід і P-область. Коли до діода прикладається пряма напруга, бар’єр PN-переходу буде послаблений, змушуючи електрони інжектуватися з N-області через PN-перехід у P-область, а дірки – з P-області через PN-перехід у регіон N. Ці незбалансовані електрони та дірки, інжектовані поблизу PN-переходу, рекомбінують, тим самим випромінюючи фотони.
Однак ці енергійні фотони є випадковими за часом і напрямком, на відміну від «фокусування» лазерів. Як мовиться, в єдності сила. Щоб змусити фотони «об’єднатися» і створити когерентне світло з узгодженим напрямком і фазою, мають бути виконані дві умови: 1. Достатня кількість електронів 2. Послідовний напрямок.
Тому, якщо лазерний діод повинен випромінювати лазер, він повинен збуджуватися імпульсним великим струмом, і повинна бути оптична резонансна структура порожнини, щоб гарантувати, що електрони мають узгоджений напрямок. Це простий принцип дії лазерного діода.
Наша адреса
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Номер телефону
0086 181 5840 0345
Електронна пошта
info@brandnew-china.com
