湖南激光二极管的工作原理

时间:2023年08月26日 来源:

激光二极管(Laser Diodes,LD)是一种激光发生器,其工作物质是半导体,属于固态激光器,大部分激光二极管在结构上与一般二极管相似。由于激光二极管在工作中,电子的能量转变过程只涉及两个能阶,没有间接带隙造成的能量损失,所以效率相对高。技术进步使激光器从专业技术仪器进入到各类多元化的市场。激光二极管是应用**为***的激光技术,属于简单的半导体器件。过去30年来,激光二极管的平均功率***提升,而每瓦平均价格却呈指数级下降。因此,激光二极管正在取代一些已有的激光和非激光技术,同时也使全新的光学技术成为可能。激光二极管的成熟应用领域包括数据存储、数据通信和固态激光器的光泵浦。相比之下,材料加工和光学传感是细分市场快速发展的例证,该市场中出现了许多新兴的应用。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。湖南激光二极管的工作原理

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反向特性在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。激光二极管的注入电流必须大于临界电流密度,才能满足居量反转条件而发出激光。临界电流密度与接面温度有关,并且间接影响效益。高温操作时,临界电流提高,效益降低,甚至损坏组件。特色当激光二极管注入电流在临界电流密度以下时,发光机制主要是自发放射,光谱分散较广,频宽大约在100到500埃(埃=10-1奈米,原子直径的数量级就是几个埃〉之间。但当电流密度超过临界值时,就开始产生振荡,***只剩下少数几个模态,而频宽也减小到30埃以下。而且,激光二极管的消耗功率极小,以双异质结构激光为例,比较大的额定电压通常低于2伏特,输入电流则在15到100毫安之间,消耗功率往往不到一瓦特,而输出功率达数十毫瓦特以上。陕西激光二极管采购品质,信赖之选,深圳市凯轩业科技有限公司,激光二极管。

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激光二极管一、激光的产生机理二极管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,一时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。

半导体激光二极管的基本结构:垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔,它们可以是半导体晶体的解理面,也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结的非平衡电子和空穴将会发生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下:[1]λ=hc/Eg⑴式中:h—普朗克常数;c—光速;Eg—半导体的禁带宽度。上述由于电子与空穴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—空穴对附近,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腔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激光二极管一、激光的产生机理二极管在讲激光产生机理之前,先讲一下受激辐射。

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LD是激光二极管的英文缩写,激光二极管的物理架构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体,其端面经过抛光后具有部分反射功能,因而形成一光谐振腔。在正向偏置的情况下,LED结发射出光来并与光谐振腔相互作用,从而进一步激励从结上发射出单波长的光,这种光的物理性质与材料有关。半导体雷射二极管的工作原理,理论上与气体雷射器相同。激光二极管在电脑上的CD光驱,激光印表机中的列印头等小功率光电装置中得到了广阔的应用。二者在原理、架构、效能上的差别。(1)在工作原理上的差别:LED是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光,而LD是受激辐射复合发光。(2)在架构上的差别:LD有光学谐振腔,使产生的光子在腔内振荡放大,LED没有谐振腔。(3)效能上的差别:LED没有临界值特徴,光谱密度比LD高几个数量级,LED汇出光功率小,发散角大。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。激光二极管品牌

激光二极管发射的激光有可能对人眼造成伤害。湖南激光二极管的工作原理

激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是目前市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。当激光二极管注入电流在临界电流密度以下时,发光机制主要是自发放射,光谱分散较广,频宽大约在100到500埃之间。湖南激光二极管的工作原理

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