co znamená laserová dioda?
LASER je druh světelného zdroje vynalezeného v 60. letech. LASER je zkratka pro&"; stimulovaná emise světla zesilující GG"; v angličtině. Existuje mnoho druhů laserů, které jsou velké až několik fotbalových hřišť a malé až zrnko rýže nebo soli. Plynový laser má helium-neonový laser a argonový laser; laser v pevné fázi má rubínový laser; Polovodičové lasery mají laserové diody, například v CD přehrávačích, DVD přehrávačích a cd-romech. Každý laser má svůj vlastní jedinečný způsob výroby laserového světla. Lasery mají mnoho vlastností: za prvé, lasery jsou černobílé nebo jednofrekvenční. lasery, které mohou současně produkovat různé frekvence, ale tyto lasery jsou izolované a používají se samostatně. Zadruhé, lasery jsou koherentní světlo. Charakteristikou koherentního světla je, že všechny jeho světelné vlny jsou synchronizovány a celý paprsek je jako&„Vlnová řada GG“. Opět je laser vysoce koncentrovaný, což znamená, že musí projít dlouhou cestu, než může být rozptýlen nebo konvergentní.
Stimulovaná emise polovodičových součástek je realizována injektáží PN přechodu. Má vlastnosti polovodičových součástek: malý objem, jednoduchá struktura, vysoká účinnost a přímá modulace, ale výstupní výkon, jednobarevnost a směr nejsou tak dobré jako jiné lasery.
Tři složky stimulované emise jsou: laserový materiál, distribuce inverze počtu částic a rezonanční dutina. Laserovou diodu mohou vyrábět pouze přímé bandgapové polovodičové materiály, včetně Ⅲ - Ⅴ složeného polovodiče (GaAs, InP atd.) A jeho tří juanů, čtyř juanový tuhý roztok (Ga1 xAlxAs, In1 - xGaxAs1 yPy atd.), Ⅳ - Ⅵ složený tuhý roztok (Pb1 - xSnxTe atd.). Po směru monokrystalu, řezání a leštění se na určitém krystalu vytvoří spojení PN povrch jako (001) difúzí nebo různými epitaxními metodami nebo metodami chemického nanášení par.
Na podzim roku 1962 byla poprvé vyvinuta homojunkční GaAs laserová dioda pulzního pulzu pod 77 K. V roce 1964 byla její pracovní teplota zvýšena na pokojovou teplotu. V roce 1969 byla vyrobena jediná heterojunkční laserová dioda, která produkovala pulsy při pokojové teplotě. v roce 1970 nepřetržitě pracovat s laserovou diodou s dvojitou heterojunkcí (DH) ga1-xalxas / GaAs. Od té doby se laserová dioda rychle vyvinula. Očekávaná délka života laserové diody Ga1-xAlxAs / GaAsDH se v roce 1975 zvýšila na více než 105 hodin. In1-xgaxas1-ypy / InP s dlouhou vlnovou délkou DH laserová dioda také významně pokročila, čímž podpořila rozvoj komunikace optickými vlákny a dalších aplikací. Objevily se také materiály klanu Pb1 xSnxTe Ⅳ - such, jako je laserová dioda s velkou infračervenou vlnovou délkou.
Ve směru spojení PN existuje homogenní uzel, jednoduchá heterostruktura, dvojitá heterogenita, respektive mez, velká dutina atd. Proužek v rovinné struktuře spojení PN (např. Elektrodová tyč, plochá tyč, protony do tyčové tyče, substrát drážky tyče, schody, zakopaná vodorovná tyč, tyč, kompresní tyč atd.); Rezonátor je ve formě fabry-perotovy dutiny, distribuční zpětné vazby a Braggova odrazu. Šířka a rozdíl indexu lomu se mohou téměř úplně dostat do svislého směru pn spojení omezení nosné a optické omezení. Různé pruhy rovnoběžné se směrem spojení mohou zaměřit proud na úzkou oblast a poskytnout zisk vlnovod nebo vlnovod s indexem lomu. Tato strukturální vylepšení výrazně zlepšila výkon laserové diody.
Laserová dioda je v podstatě polovodičová dioda, podle pn přechodu je stejný materiál, lze ji rozdělit na homogenní laserovou diodovou křižovatku, jednoduchou heterojunkci (SH), dvojitou heterostrukturu (DH) a kvantovou jamku (GG # 39; ve) Dioda. Kvantová laserová dioda má výhodu nízkého prahového proudu a vysokého výstupního výkonu, což je hlavní produkt současné aplikace na trhu.
Ve srovnání s laserem má laserová dioda výhody vysoké účinnosti, malého objemu, dlouhé životnosti, ale její výstupní výkon je malý (obvykle méně než 2 mw), lineární, špatná monochromatičnost, velmi dobrá, díky čemuž je použití kabelu omezené Televizní systém, nemůže přenášet vícekanálové vysoce výkonné analogové signály. V modulu ozvěny obousměrného optického přijímače se jako zdroj světla používá kvantová laserová dioda.
Struktura laserové diody
Struktura a symbol laserové diody jsou znázorněny na obrázku 1.
Fyzická struktura laserové diody je v přechodu světelné diody umístěna vrstva světla mezi aktivitou polovodiče a jejím koncem poté, co má leštění částečně odrážející funkci, čímž se vytvoří optický rezonátor. V případě pozitivního předpětí vyzařuje LED DE facto světlo a interagovat s optickou dutinou, čímž dále stimuluje jedinou vlnovou délku světla, které je vyzařováno z fyzikálních vlastností spojení souvisejících s materiálem tohoto druhu světla.
Pracovní princip polovodičové laserové diody je teoreticky stejný jako plynový laser. Obrázek 1 (b) je symbol laserové diody. Laserová dioda se používá v optické diskové jednotce počítače a při tisku první třídy malé výkonové fotoelektrické zařízení v laserové tiskárně bylo široce používáno.
Schémata a symboly struktury laserové diody
Jednoduchý princip laserové diody
Světelná emise v polovodičích obvykle vychází ze sloučeniny nosiče. Po přidání polovodičového spojení PN s pozitivním napětím zeslabte bariéru přechodu pn a vytlačte elektrony z oblasti vstřikování PN oblastí spojení PN, otvor z oblasti P do oblasti N za oblast spojení PN, v blízkosti injekce pn spojení nerovnovážných elektronů a děr dojde ke sloučenině, čímž bude emitovat vlnovou délku pro lambda fotony, její vzorec je následující:
Lambda=hc / Eg (1)
Ve vzorci: h - Planckova konstanta; C - rychlost světla; Např. - šířka pásma polovodiče.
Tento jev se nazývá spontánní záření v důsledku spontánní rekombinace elektronů a děr. Když fotony produkované spontánním zářením prostřednictvím polovodiče, jednou po odpálení blízkého elektronického otvoru, mohou motivovat sloučeninu ke generování nových fotonů, fotonem inspiroval nosnou sloučeninu a nový foton se nazývá stimulované záření. Pokud je vstřikovací proud dostatečně velký, je distribuce nosiče, která je opakem stavu tepelné rovnováhy, inverzní k počtu částic. Jako nosič aktivní vrstvy v případě velkého počtu inverzí malé množství fotonů produkovaných spontánním zářením indukovaným dvěma příčnými vratnými vratnými odrazovými dutinami, kmitočtově selektivní rezonance způsobená pozitivní zpětnou vazbou nebo má zisk na určité frekvenci. je větší než absorpční ztráta, může být koherentní světlo ze spojení PN emitováno dobrou spektrální čarou - laserem, což je jednoduchý princip laserové diody.
S rozvojem technologie má aktuálně používaná polovodičová laserová dioda složitou vícevrstvou strukturu. Obrázek 2 je struktura polovodičové laserové diody červeného světla společnosti sanyo v Japonsku. FIG. 3 je pohled v řezu na malou výkonovou laserovou trubici. Je vidět, že laserový čip je připevněn k chladiči používanému pro odvod tepla. Fotodioda PIN je připevněna ke spodní části sedla trubice poblíž laserového čipu. Obrázek 4 pro vzhled běžné laserové diody, obrázek ukazuje, malá výkonová laserová trubice má tři kolíky, je to proto, že trubice také zapouzdřuje fotodiodu, pracovní proud se používá ke sledování laserové trubice.