šta znači laserska dioda?
LASER je vrsta izvora svjetlosti izumljena 1960-ih godina. LASER je akronim za GG; stimulirana emisija pojačanja svjetlosti GG; na engleskom jeziku. Postoje mnoge vrste lasera, koji su veliki do nekoliko fudbalskih terena, a mali do zrna pirinča ili soli. Plinski laser ima helij-neonski laser i argonski laser; Čvrsti laser ima rubinasti laser; Poluvodički laseri imaju laserske diode, poput onih u CD uređajima, DVD uređajima i cd-romovima. Svaki laser ima svoju jedinstvenu metodu stvaranja laserske svjetlosti. Laseri imaju mnoga svojstva: prvo, laseri su monokromni ili jednofrekventni. Postoje laseri koji mogu istovremeno stvarati različite frekvencije, ali ti laseri su izolirani i koriste se odvojeno. Drugo, laseri su koherentna svjetlost. Karakteristika koherentne svjetlosti je da su svi njezini svjetlosni valovi sinkronizirani, a cijeli snop je poput GG-a "valni vlak GG" .Opet je laser visoko koncentriran, što znači da mora proći dug put prije nego što može biti raspršen ili konvergentan.
Potaknuta emisija poluvodičkih uređaja ostvaruje se ubrizgavanjem PN spoja. Ima karakteristike poluvodičkih uređaja: mali volumen, jednostavna struktura, velika efikasnost i direktna modulacija, ali izlazna snaga, monokromnost i smjer nisu toliko dobri kao drugi laseri.
Tri komponente stimulirane emisije su: laserski materijal, inverzija distribucije broja čestica i rezonantna šupljina. Samo poluprovodnički materijali sa direktnim opsegom mogu napraviti lasersku diodu, uključujući Ⅴ - Ⅴ složeni poluprovodnik (GaAs, InP, itd.) I njegova tri juana, četiri čvrsta otopina yuana (Ga1 xAlxAs, In1 - xGaxAs1 yPy, itd.), Ⅳ - Ⅵ čvrsta otopina (Pb1 - xSnxTe, itd.). Nakon smjera monokristala, rezanja i poliranja, PN spoj se izvodi na određenom kristalu površina kao što je (001) difuzijom ili različitim epitaksijalnim metodama ili metodama hemijskog taloženja.
U jesen 1962. godine prvi put je razvijena homojunkcijska GaAs laserska dioda impulsnog impulsa ispod 77K. 1964. radna temperatura joj je podignuta na sobnu temperaturu. 1970. godine kako bi kontinuirano radio ga1-xalxas / GaAs lasersku diodu sa dvostrukom heterojukcijom (DH). Od tada se laserska dioda brzo razvija. Očekivani životni vijek laserske diode Ga1-xAlxAs / GaAsDH povećao se na više od 105 sati u 1975. DH laserska dioda in1-xgaxas1-ypy / InP također je postigla značajan napredak, promovirajući tako razvoj komunikacije optičkim vlaknima i druge aplikacije. Također su se pojavili i materijali klana Pb1 xSnxTe Ⅳ - Ⅵ kao što je laserska dioda daleke infracrvene talasne dužine.
U smjeru PN spoja postoje homogeni čvor, pojedinačna heterostruktura, dvostruka heterogenost, odnosno granica, velika šupljina i tako dalje. Uradite li šipku u strukturi ravnine PN spoja (npr. Elektroda, ravna šipka, protoni u šipku šipke, supstrat utora šipke, stepenice, ukopana vodoravna šipka, šipka, kompresijska šipka itd.); Rezonator je u obliku fabry-perotove šupljine, povratne sprege distribucije i Bragg-ove refleksije. S različitim neusklađenostima poluprovodničke heterostrukture, koristite ih u zabranjenom pojasu širina i razlika indeksa loma, mogu doći gotovo u potpunosti u vertikalnom smjeru pn spoja ograničenja nosača i optičkog ograničenja. Razne šipke paralelne sa smjerom spoja mogu fokusirati struju na usko područje i osigurati dobitak valovod ili indeks loma valovod.Ova strukturna poboljšanja znatno su poboljšala performanse laserske diode.
Laserska dioda je u osnovi poluprovodnička dioda, prema pn spoju je isti materijal, može se podijeliti na homogeni spoj laserske diode, jednostruku heterojukciju (SH), dvostruku heterostrukturu (DH) i kvantnu jažicu (GG # 39; ve) laser dioda.Kvotna laserska dioda ima prednost niskog praga struje i velike izlazne snage, što je glavni proizvod trenutne tržišne primjene.
U usporedbi s laserom, laserska dioda ima prednosti visoke učinkovitosti, male zapremine, dugog vijeka trajanja, ali je izlazna snaga mala (obično manja od 2 mw), linearna, slabe monokromatskosti, vrlo dobra, čine je ograničenom u primjeni kabela TV sistem ne može prenositi višekanalne analogne signale visokih performansi. U eho modulu dvosmjernog optičkog prijemnika kao izvor svjetlosti koristi se laserska dioda s kvantnim jamama.
Struktura laserske diode
Struktura i simbol laserske diode prikazani su na slici 1.
Fizička struktura laserske diode je u spoju svjetlosne diode smještenom sloju svjetlosti između aktivnosti poluprovodnika i njegovog kraja nakon poliranja ima djelomično reflektirajuću funkciju, čime se formira optički rezonator. U slučaju pozitivnog pristranosti, LED DE facto zrači svjetlost do i u interakciji sa optičkom šupljinom, što dalje podstiče jednotalasnu dužinu svjetlosti koja se emituje iz fizičkih svojstava spoja povezanih s materijalom ove vrste svjetlosti.
Princip rada poluvodičke laserske diode teoretski je isti kao i plinski laser. Slika 1 (b) simbol je laserske diode. Laserska dioda se koristi u optičkom diskovnom pogonu računara i za tisak prve klase Fotoelektrični uređaj male snage u laserskom štampaču se široko koristi.
Dijagrami i simboli laserske diode
Jednostavan princip laserske diode
Emisija svjetlosti u poluvodičima obično proizlazi iz spoja nosača. Kada se doda pozitivni napon poluvodiča PN spoja, oslabi pn spojna pregrada, prisiljavajući elektrone iz područja ubrizgavanja PN površinom PN spoja, rupa iz P područja u N nakon područja PN spoja, u blizini ubrizgavanja pn spoja doći će do neravnotežnog elektrona i rupa spoja, emitirajući pritom talasnu dužinu za lambda fotone, njegova formula je kako slijedi:
Lambda=hc / Npr. (1)
U formuli: h - Planckova konstanta; C - brzina svjetlosti; Npr. - širina pojasa poluprovodnika.
Ovaj fenomen naziva se spontanim zračenjem zbog spontane rekombinacije elektrona i rupa. Kada fotoni proizvedeni spontanim zračenjem kroz poluprovodnik, jednom nakon lansiranja elektronske rupe u blizini, mogu motivirati spoj da generira nove fotone, fotoni indukovani nadahnuo je spoj nosača i novi foton naziva se stimuliranim zračenjem. Ako je struja ubrizgavanja dovoljno velika, raspodjela nosača, koja je suprotna stanju toplotne ravnoteže, obrnuta je od broja čestica. Kao nosilac aktivnog sloja u slučaju velikog broja inverzije, mala količina fotona proizvedena spontanim zračenjem induciranim dvama poprečnim klipnim zračenjem refleksne šupljine, selektivnom frekvencijom uzrokovanom pozitivnom povratnom spregom ili ima pojačanje na određenoj frekvenciji. veći od gubitka apsorpcije, koherentna svjetlost iz PN spoja može se emitirati dobrom spektralnom linijom - laserom, što je jednostavan princip laserske diode.
Razvojem tehnologije, trenutno korištena poluvodička laserska dioda ima složenu višeslojnu strukturu. Slika 2 je struktura poluvodičke laserske diode crvenog svjetla kompanije Sanyo iz Japana. SLIKA. 3 je mali presjek laserske cijevi male snage. Vidi se da je laserski čip pričvršćen na hladnjak koji se koristi za odvođenje toplote. PIN fotodioda je pričvršćena na donji dio sjedišta cijevi u blizini laserskog čipa. Slika 4 za izgled obične laserske diode, slika prikazuje, laserska cijev male snage ima tri pina, to je zato što cijev također inkapsulira fotodiodu, radna struja koristi se za nadgledanje laserske cijevi.