Laserové diody (LD) a fotodiody (PD) se liší ve svých pracovních principech, strukturách, aplikacích a charakteristikách.
1. Pracovní princip
Laserová dioda (LD):
Princip: A Laserová diodaje polovodičové zařízení, které emituje světlo procesemstimulovaná emise. Když je elektrický proud injikován do diody, elektrony a otvory se rekombinují v aktivní oblasti polovodiče a vyzařují fotony. Tyto fotony stimulují emise více fotonů a pomocí optických mechanismů zpětné vazby (jako jsou zrcadla nebo rezonanční dutiny), je generován koherentní světelný paprsek (laser).
Klíčové vlastnosti:
Monochromatické: Výstupní světlo je téměř jedinou vlnovou délkou.
Koherentní: Emitované světelné vlny udržují konzistentní fázový vztah.
Směrový: Laserový paprsek je vysoce směrový, s úzkým divergenčním úhlem.
Fotodioda (PD):
Princip: A Fotodiodyfunguje na základěfotovoltaický účineknebofotovoditivní účinek. Když lehké fotony zasáhnou polovodičový materiál (obvykle na křižovatce PN), vzrušují elektrony a vytvářejí páry elektronové díry. Tyto nosiče náboje jsou odděleny vnitřním elektrickým polem a vytvářejí elektrický proud nebo napětí, které je úměrné intenzitě světla.
Klíčové vlastnosti:
Fotovoltaický účinek: V nulovém zkreslení generuje světlo napětí přes fotodiodu.
Fotovoditivní účinek: V reverzní zkreslení vytváří fotodioda fotoproud, který je úměrný intenzitě dopadajícího světla.
2. Funkce a aplikace
Laserová dioda (LD):
Funkce: Hlavní funkce aLaserová diodaje emitovatsoudržné světlo(laser), často používaný v komunikačních systémech, senzorů a zobrazovacích technologiích. Nastavením elektrického proudu lze ovládat výstupní výkon laserové diody.
Aplikace:
Optická komunikace: Laserové diody se používají jako světelné zdroje v komunikačních systémech optických vláken, kde jsou elektrické signály přeměněny na optické signály pro přenos na dlouhé vzdálenosti.
Laserové tiskárny: V laserových tiskácích laserová dioda skenuje obraz na bubnu, aby vytvořil nabitý vzorec pro depozici toneru.
Skenery čárových kódů: Laserové diody se používají ve skenerech čárových kódů, kde laserový paprsek čte čárové kódy odrážením světla z tištěných kódů.
Lidar (detekce a rozsah světla): Používá se v laserových rozsahových a mapovacích systémech, kde jsou emitovány laserové impulsy a jejich doba odrazu se měří pro výpočet vzdáleností.
Lékařské aplikace: Používá se v laserové chirurgii, dermatologii a oční léčbě pro jejich přesnost a kontrolovaný výstup světla.
Laserové osvětlení a displeje: Laserové diody se používají ve vysoce přesných osvětlení, technologiích zobrazení a laserových projektorech.
Photodiode (PD):
Funkce: A Fotodiodyje navržen nadetekovat světloa převést jej na elektrický signál. Běžně se používá v aplikacích vyžadujících detekci a měření intenzity světla, jako jsou komunikační systémy nebo senzory světla.
Aplikace:
Optická komunikace: Fotodiody se používají v optických přijímacích k detekci a převodu optických signálů zpět na elektrické signály v komunikačních systémech optických vláken.
Spektroskopie: V optické spektroskopii převádějí fotodiody světlo na elektrický signál pro analýzu různých vlnových délek.
Zobrazovací systémy: Používá se v digitálních kamerách, nočním vidění a dalších zobrazovacích zařízeních, kde je světlo přeměněno na digitální obraz.
Detekce infračerveného rukou: Fotodiody se běžně používají pro detekci infračerveného světla v aplikacích, jako jsou přijímače dálkového ovládání a IR senzory.
Lékařské nástroje: U lékařských aplikací, jako jsou oximetry pulsu (měření hladiny kyslíku v krvi), se fotodiody používají k detekci absorpce světla krví.
Monitorování životního prostředí: Fotodiody se používají ve senzorech světla pro detekci úrovně okolního světla a podmínek prostředí.
3. Charakteristiky lehkého výstupu a odezvy
Laserová dioda (LD):
Lehký výstup: Laserové diody emitujílaserové světlo, což má:
Monochromatičnost: Světlo produkované laserovou diodou je téměř jedinou vlnovou délkou, takže je ideální pro vysoce přesné aplikace.
Soudržnost: Emitované světlo je koherentní, což znamená, že vlnovéfronty jsou ve fázi mezi sebou, což vede ke stabilnímu a zaostřenému paprsku.
Směrovost: Laserové diody mají vysoce směrový výstup s velmi malým úhlem divergence, což umožňuje, aby laserový paprsek zůstal soustředěn na velké vzdálenosti.
Jas: Laserové světlo je mnohem jasnější než LED světlo, protože je vysoce zaostřeno v úzkém paprsku.
Fotodioda (PD):
Světelná odezva: Fotodiody generujíelektrický signál(proud nebo napětí) Při vystavení světlu:
Proporcionalita: Generovaný proud je přímo úměrný intenzitě dopadajícího světla, což je způsobuje vhodné pro měření a detekci různých úrovní světla.
Rychlá reakce: Fotodiody mají velmi rychlé doby odezvy, díky čemuž jsou vhodné pro vysokorychlostní optickou komunikaci a rychlé detekční systémy světla.
Spektrální odpověď: Spektrální rozsah fotodiody závisí na použitém materiálu. Například silikonové fotodiody obvykle reagují na viditelné a blízké infračervené světlo, zatímco fotodiody indium gallium arsenid (IngaAS) mohou detekovat světlo v infračerveném spektru.
4. Struktura a design
Laserová dioda (LD):
Struktura: Typická laserová dioda se skládá z několikapolovodičové vrstvys různými bandgaps, které jsou navrženy tak, aby vytvořily efektivní oblast emitující světlo (aktivní oblast). Nejběžnějším designem je aheterostrukturaTam, kde se materiály s různými energetickými bandgapy používají k řízení toku nosičů a podporu emise světla.
Rezonanční dutina: Laserové diody často používají arezonanční dutinase zrcadly nebo odrážejícími povrchy na každém konci, aby odrážely světlo a zesílily jej v zařízení.
Chladicí mechanismus: Vzhledem k teplu generovanému během provozu, laserové diody obvykle vyžadují aOPRAVAnebo aktivní chlazení pro udržení stabilního výkonu.
Fotodioda (PD):
Struktura: Fotodioda obvykle sestává z aPn JunctionneboStruktura kolíku.
Pn Junction: Nejjednodušší forma fotodiody, kde se spojí se polovodič typu P a N. To je běžné v aplikacích s nízkým výkonem.
Pin Junction: Pokročilejší struktura, kdevnitřní (i)Polovodičová vrstva je vložena mezi vrstvy typu P a N, což poskytuje lepší výkon, pokud jde o doba a účinnost odezvy, zejména ve vysokorychlostních aplikacích.
Obal: Fotodiody jsou obvykle zabalenyTočitneboChip-on-BoardKonfigurace, v závislosti na aplikaci.
5. Elektrické vlastnosti
Laserová dioda (LD):
Aktuální charakteristiky: Laserové diody fungují nad aprahový proudTo je nutné k zahájení emitování laserového světla. Pod touto prahovou hodnotou se dioda chová jako LED a vyzařuje nesoudržné světlo. Jakmile proud překročí prahovou hodnotu, začíná koherentní emise laseru.
Prahový proud: Toto je minimální proud, při kterém laserová dioda začíná vydávat koherentní světlo. Pokud je proud příliš nízký, zařízení vydává nesoudržné světlo; Pokud je příliš vysoká, může se dioda přehřát.
Charakteristiky napětí: Laserové diody obvykle fungujívyšší napětí(1,5 V 3,5 V) ve srovnání s běžnými LED. Jakmile je překročen prahový proud, napětí je stabilní.
Fotodioda (PD):
Aktuální charakteristiky: Fotodiody produkují afotoproudTo je přímo úměrné intenzitě dopadajícího světla.
Reverzní zkreslení: V reverzní zkreslení vykazují fotodiody vyšší citlivost a rychlejší doby odezvy. Generovaný fotoproud je úměrný intenzitě světla a proud diody je téměř konstantní pro danou intenzitu světla.
Zero zkreslení: Některé fotodiody mohou pracovat při nulovém zkreslení, kde je fotoproud generován bez vnějšího napětí. To je běžné v aplikacích s nízkým výkonem.
Charakteristiky napětí: Fotodiody často fungujíReverzní zkresleníMaximalizovat fotoproud a minimalizovat tmavý proud. Zpětné napětí může zvýšit rychlost odezvy a citlivosti.
Naše adresa
Ruiding Mansion, č. 200 Zhenhua Rd, okres Xihu, Hangzhou, Čína
Telefonní číslo
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
