Diodele laser (LD) sunt un tip de generator laser al cărui material de lucru este semiconductor și sunt lasere cu stare solidă. Majoritatea diodelor laser sunt similare ca structură cu diodele generale. Deoarece dioda laser funcționează, procesul de conversie a energiei electronilor implică doar două niveluri de energie și nu există pierderi de energie cauzate de banda interzisă indirectă, astfel încât eficiența este relativ mare.
Progresul tehnologic a permis laserelor să intre pe diverse piețe diversificate ca instrumente tehnice profesionale. Diodele laser sunt cea mai utilizată tehnologie laser și sunt simple dispozitive semiconductoare. În ultimii 30 de ani, puterea medie a industriei diodelor laser a crescut semnificativ, în timp ce prețul mediu pe watt a scăzut exponențial. Drept urmare, diodele laser înlocuiesc unele tehnologii laser și non-laser existente, permițând totodată să devină posibile noi tehnologii optice. Domeniile de aplicare stabilite pentru diodele laser includ stocarea datelor, comunicațiile de date și pomparea optică a laserelor cu stare solidă. În schimb, procesarea materialelor și detecția optică exemplifică dezvoltarea rapidă a segmentelor de piață cu multe aplicații emergente.
Diodele laser includ diode laser cu heterojoncție simplă (SH), heterojoncție dublă (DH) și cu godeu cuantic (QW). Diodele laser cuantice au avantajele unui prag scăzut de curent și o putere mare de ieșire și sunt produse de bază pe piață. În comparație cu diodele laser, diodele laser au avantajele unei eficiențe ridicate, dimensiuni mici și durată lungă de viață. Cu toate acestea, puterea lor de ieșire este mică, liniaritatea lor este slabă, iar monocromaticitatea lor nu este foarte bună, ceea ce limitează foarte mult aplicarea lor în sistemele de televiziune prin cablu. Nu se pot transmite semnale analogice de înaltă performanță, multicanal. În modulul de backhaul al unui receptor optic bidirecțional, diodele laser cu puțuri cuantice sunt în general utilizate ca surse de lumină pentru transmisia pe legătura ascendentă.
Un singur emițător laser poate furniza o putere de ieșire variind de la miliwați la câțiva wați. Fiecare emițător laser poate fi utilizat singur, combinat într-o bandă de diodă laser pentru pomparea optică a laserelor cu stare solidă sau integrat într-un modul de diodă laser. grup pentru a satisface diverse nevoi de aplicație.
Dioda laser este o componentă laser semiconductoare utilizată pe scară largă în comunicațiile cu fibră optică, tratamentul medical, afișarea și detectarea radarului. Are o structură simplă, tehnologie matură, calitate înaltă și preț scăzut și este utilizat pe scară largă în producția industrială și cercetarea științifică.
Structura diodei laser include în principal cinci părți: regiunea de tip P, regiunea de tip N, regiunea de reflexie de tip P, regiunea de reflexie de tip N și cavitatea laser. Printre acestea, regiunea de tip P și regiunea de tip N formează o joncțiune PN, iar regiunea de reflexie și cavitatea laser sunt structuri optice.
Regiunea de tip P și regiunea de tip N fac parte din funcția principală a diodei laser și sunt, de asemenea, factori determinanți ai luminiscenței diodei laser. Regiunea de tip P introduce pozitroni în regiunea de tip N, iar regiunea de tip N introduce electroni în regiunea de tip P. După ce joncțiunea PN este generată, pozitronii și electronii se combină în joncțiunea PN pentru a trimite fotoni pentru a obține luminiscență. Pentru a obține o luminiscență rapidă, regiunea de tip P și regiunea de tip N ar trebui să aibă materiale de înaltă calitate și tehnologie de procesare delicată.
Funcția principală a regiunii de reflexie de tip P și a regiunii de reflexie de tip N este de a reflecta laserul, astfel încât laserul să genereze un raport de unde staționare în cavitatea laserului. La diodele laser, reflectivitatea zonei de reflexie de tip P și a zonei de reflexie de tip N este diferită. În general, reflectivitatea zonei de reflexie de tip P este foarte scăzută, iar reflectivitatea zonei de reflexie de tip N este foarte mare. Un astfel de design poate face ca laserul să se reflecte și să difuzeze complet în cavitatea laserului, astfel încât să se obțină o emisie laser cu fibră monomod relativ stabilă.
Cavitatea laser este cea mai importantă parte optică a diodei laser, iar funcția sa principală este de a oferi efect de amplificare cu feedback optic. Cavitatea laserului este în general compusă din reflectoare, dintre care unul este un semireflector, iar celălalt este un reflector înalt. Cavitatea optică formată între aceste două reflectoare poate realiza reflectarea continuă a cuantelor de lumină în cavitatea laserului, sporind astfel efectul de amplificare al laserului. Prin ajustarea reflectivității reflectorului și a lungimii cavității laserului, se poate obține emisia laser a diferitelor lungimi de undă de lumină și puteri de ieșire.
În plus față de caracteristicile structurale de mai sus, dioda laser include și mai multe structuri auxiliare, cum ar fi electrozi, substraturi, ferestre etc. Această structură nu este partea centrală a diodei laser, dar este, de asemenea, importantă pentru performanța și fiabilitatea dioda laser.
Dioda laser are o structură compactă, dar fiecare parte a acesteia joacă un rol vital. Numai atunci când fiecare parte lucrează în coordonare se poate obține o emisie laser rapidă și relativ stabilă. Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, structura diodelor laser este, de asemenea, îmbunătățită și perfecționată în mod constant, oferind un suport mai bun pentru o gamă mai largă de aplicații.
Laserele cu infraroșu sunt utilizate în general în măsurarea distanței, echipamente de iluminat, comunicații, arme simulate etc. Miezul laserului este, fără îndoială, dioda laser, iar puterea diodei laser determină mărimea puterii impulsului.
Dioda laser are, de asemenea, structura unei diode obișnuite, și anume regiunea N, joncțiunea PN și regiunea P. Când se aplică o tensiune directă diodei, bariera joncțiunii PN va fi slăbită, forțând electronii să fie injectați din regiunea N prin joncțiunea PN în regiunea P și găurile să fie injectate din regiunea P prin joncțiunea PN în regiunea N. Acești electroni și găuri dezechilibrate injectate în apropierea joncțiunii PN se vor recombina, emițând astfel fotoni.
Cu toate acestea, acești fotoni energetici sunt aleatori în timp și direcție, spre deosebire de „focalizarea” laserelor. După cum se spune, unitatea este putere. Pentru ca fotonii să se „unească” și să producă lumină coerentă cu direcție și fază consistente, trebuie îndeplinite două condiții: 1. Suficienți electroni 2. Direcție consecventă.
Prin urmare, dacă o diodă laser trebuie să emită un laser, aceasta trebuie să fie excitată de un curent mare pulsat și trebuie să existe o structură de cavitate rezonantă optică pentru a se asigura că electronii au o direcție consistentă. Acesta este principiul simplu al unei diode laser.
Adresa noastră
B-1507 Conacul Ruiding, nr.200 Zhenhua Rd, districtul Xihu
Număr de telefon
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
