云南激光二极管的工作原理

时间:2023年08月25日 来源:

激光二极管是上世纪60年代发明的一种光源半导体激光器,又称镭射管(Laser Diode)。LASER是取"Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(基于受激发射的光放大)"的首字母组成的缩写单词,通常简称为LD。由于可产生波长及相位等性质完全一样的光,因此相干性高是其比较大特点。早期因只能够发出低光度的红光,被惠普买下**后当作指示灯利用。激光二极管的发光原理:激光二极管中的P-N结由两个掺杂的砷化镓层形成。它有两个平端结构,平行于一端镜像(高度反射面)和一个部分反射。要发射的光的波长与连接处的长度正好相关。当P-N结由外部电压源正向偏置时,电子通过结而移动,并像普通二极管那样重新组合。当电子与空穴复合时,光子被释放。这些光子撞击原子,导致更多的光子被释放。随着正向偏置电流的增加,更多的电子进入耗尽区并导致更多的光子被发射。**终,在耗尽区内随机漂移的一些光子垂直照射反射表面,从而沿着它们的原始路径反射回去。反射的光子再次从结的另一端反射回来。光子从一端到另一端的这种运动连续多次。激光二极管是上世纪60年代发明的一种光源半导体激光器,又称镭射管。云南激光二极管的工作原理

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激光的产生在讲激光产生机理之前,先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程,一是处于高能态的粒子自发向低能态跃迁,称之为自发辐射;二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁,称之为受激辐射;三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收。自发辐射,即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子,它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同,但受激辐射就不同,当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁,发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中,发生的辐射就是受激辐射,它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统,即有受激辐射,也有受激吸收,只有受激辐射占优势,才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势,只有粒子的平衡态被打破,使高能态的粒子数大于低能态的粒子数(这样情况称为离子数反转),才能发出激光。湖南哪里有激光二极管产生激光的三个条件是:实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。

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激光二极管:激光二极管具有体积小、重量轻、耗电低、驱动电路简单、调制方便、耐机械冲击以及抗震动等优点,但它对过电流、过电压以及静电干扰极为敏感,因此,在使用时,要特别注意不要使其工作参数超过其比较大允许值。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。

其它类型LD光模块激光二极管内置MQWF-P腔LD或DFB-LD、控制电路、驱动电路,输出光信号。其体积小,可靠性高,使用方便,在城域网、同步传输系统、同步光纤网络中都大量采用2.5Gb/s光发射模块,10Gb/s、40Gb/s处于初期试用阶段,向高速化、低成本、微型化发展。利用高分子材料Polymer折射率随温度变化特性,加热器改变高分子材料光栅温度,引发其折射率和光栅节距变化,使其反射波长改变。已研制出Polymer-AWG波长可调的集成模块,有16个波长通道,波长间隔200GHz,插损8--9dB,串扰-25dB。用一个高速调制器对每个波长进行时间调制的多波长LD正处于研制阶段。这是一种全新的多波长和波长可编程光源。深圳市凯轩业科技致力于激光二极管研发及方案设计,有想法的咨询哦亲们。

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②阈值电流Ith:即激光管开始产生激光振荡的电流,对一般小功率激光管而言,其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。③工作电流Iop:即激光管达到额定输出功率时的驱动电流,此值对于设计调试激光驱动电路较重要。④工作电压Vop:是发出规定的光输出时需要的正向电压。⑤光输出功率Po:比较大允许的瞬时光学功率输出。这适用于连续或脉冲操作模式。⑥暗电流Id:光电二极管反向偏置时的泄漏电流。暗电流既取决于温度又取决于电压,理想的二极管/光电二极管在相反的方向上没有电流。⑦微分效率η:每单位驱动电流的光输出的增加量。表示在激光振荡领域相对于正向电流的光输出直线的倾斜度。⑧垂直发散角θ⊥:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15°~40°左右。⑨水平发散角θ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6°~10°左右。⑩监控电流Im:即激光管在额定输出功率时,在PIN管上流过的电流。6、注入电流-光输出(I-L)的特性及光功率测量下图是注入电流-光输出(I-L)特性为了避免激光二极管因承受过大的反向电压而造成击穿损坏,可在其两端反并联上快速硅二极管。湖南哪里有激光二极管

半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。激光二极管本质上是一个半导体二极管。云南激光二极管的工作原理

由于电子与空六的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子-空六对附近,就能激励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振脑两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光--激光,这就是激光二极管的简单原理随着技术和工艺的发展,目前实际使用的半导体激光二极管具有复杂的多层结常用的激光二极管有两种:?PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时会带来量子噪声。?雪朋光电二极管。它能够提供内部放大,比PIN光电二极管的传输距离远,但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比,光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。云南激光二极管的工作原理

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