što znači laserska dioda?
LASER je vrsta izvora svjetlosti izumljen 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 nogometnih igrališta, a mali do zrna riže 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 laserskog svjetla. Laseri imaju mnoga svojstva: prvo, laseri su monokromni ili jednofrekventni. Postoje laseri koji mogu istodobno stvarati različite frekvencije, ali ti su laseri 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 "Glamurni vlak GG". Opet je laser visoko koncentriran, što znači da mora proći dug put prije nego što se može raspršiti ili konvergirati.
Potaknuta emisija poluvodičkih uređaja ostvaruje se ubrizgavanjem PN spoja. Ima karakteristike poluvodičkih uređaja: mali volumen, jednostavna struktura, visoka učinkovitost i izravna modulacija, ali izlazna snaga, monokromnost i smjer nisu toliko dobri kao drugi laseri.
Tri komponente stimulirane emisije su: laserski materijal, inverzijska raspodjela broja čestica i rezonantna šupljina. Samo poluvodički materijali s izravnim 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 krutina otopine (Pb1 - xSnxTe, itd.). Nakon smjera monokristala, rezanja i poliranja, PN spoj se izvodi na određenom kristalu površina poput (001) difuzijom ili različitim epitaksijalnim metodama ili kemijskim metodama taloženja parom.
U jesen 1962. prvi je put razvijena homojuncijska GaAs laserska dioda impulsnog impulsa ispod 77K. 1964. radna temperatura joj je povišena na sobnu. 1969. izrađena je jedna heterojunkcijska laserska dioda koja je stvarala impulse na sobnoj temperaturi. 1970. kontinuirani rad laserske diode ga1-xalxas / GaAs dvostruke heterojukcije (DH). Od tada se laserska dioda brzo razvija. Očekivani životni vijek laserske diode Ga1-xAlxAs / GaAsDH povećao se na više od 105 sati 1975. godine. DH laserska dioda in1-xgaxas1-ypy / InP također je postigla značajan napredak, promičući tako razvoj komunikacije optičkim vlaknima i druge primjene. Također su se pojavili i materijali klana Pb1 xSnxTe Ⅳ - Ⅵ poput laserske diode daleke infracrvene valne duljine.
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 nepodudaranjima rešetke poluvodičke heterostrukture, koristite ih u zabranjenom pojasu širina i razlika indeksa loma, mogu se gotovo u cijelosti dobiti u okomitom smjeru pn spoja ograničenja nosača i optičkog ograničenja. Razne šipke paralelne sa smjerom spoja mogu usmjeriti struju na usko područje i osigurati dobitak valovod ili indeks loma valovod.Ova strukturna poboljšanja uvelike su poboljšala performanse laserske diode.
Laserska dioda je u osnovi poluvodička 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 s prednošću ima struju niskog praga i visoku izlaznu snagu, što je glavni proizvod trenutne tržišne primjene.
U usporedbi s laserom, laserska dioda ima prednosti visoke učinkovitosti, malog volumena, 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 sustav ne može prenositi višekanalne analogne signale visokih performansi. U eho modulu dvosmjernog optičkog prijamnika kao izvor svjetlosti koristi se laserska dioda s kvantnim jamama.
Građa 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 poluvodiča i njegovog kraja nakon poliranja ima djelomično reflektirajuću funkciju, čime nastaje optički rezonator. U slučaju pozitivnog pristranosti, LED DE facto zrači svjetlost do i u interakciji s optičkom šupljinom, što dodatno potiče pojedinačnu valnu duljinu svjetlosti koja se emitira iz fizičkih svojstava spoja povezanih s materijalom ove vrste svjetlosti.
Načelo rada poluvodičke laserske diode teoretski je isto kao i plinski laser. Slika 1 (b) simbol je laserske diode. Laserska dioda se koristi u optičkom diskovnom pogonu računala i tiskanju prve klase Fotoelektrični uređaj male snage u laserskom pisaču široko se koristi.
Dijagrami i simboli strukture 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 prepreka, 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 valnu duljinu za lambda fotone, njegova formula je kako slijedi:
Lambda=hc / Npr. (1)
U formuli: h - Planckova konstanta; C - brzina svjetlosti; Npr. - širina pojasa poluvodiča.
Taj se fenomen naziva spontanim zračenjem zbog spontane rekombinacije elektrona i rupa. Kada fotoni proizvedeni spontanim zračenjem kroz poluvodič, nakon lansiranja elektronske rupe u blizini, mogu motivirati spoj da generira nove fotone, fotos induciran nadahnuo je spoj nosača i novi foton naziva se stimuliranim zračenjem. Ako je injekcijska struja dovoljno velika, raspodjela nosača, koja je suprotna stanju toplinske ravnoteže, obrnuta je od broja čestica. Kao nositelj aktivnog sloja u slučaju velikog broja inverzije, mala količina fotona proizvedena spontanim zračenjem induciranim dvama poprečnim klipnim zračenjem reflektirajuće 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, trenutna poluvodička laserska dioda ima složenu višeslojnu strukturu. Slika 2 je struktura poluvodičke laserske diode crvenog svjetla tvrtke Sanyo iz Japana. SLIKA. 3 je mali presjek laserske cijevi male snage. Vidljivo je da je laserski čip pričvršćen na hladnjak koji se koristi za odvođenje topline. 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.