Laserske diode (LD) i fotodiode (PD) razlikuju se u svojim načelima rada, strukturama, primjenama i karakteristikama.
1. Princip rada
Laserska dioda (LD):
Načelo: A Laserska diodaje poluvodički uređaj koji emitira svjetlost kroz processtimulirana emisija. Kada se električna struja ubrizga u diodu, elektroni i rupe rekombiniraju u aktivnoj regiji poluvodiča, emitirajući fotone. Ovi fotoni stimuliraju emisiju više fotona, a kroz optičke mehanizme povratnih informacija (poput ogledala ili rezonantnih šupljina) generira se koherentna svjetlost (laser).
Ključne karakteristike:
Monokromatski: Izlazna svjetlost je gotovo jedna valna duljina.
Koherentan: Emitirani svjetlosni valovi održavaju dosljedan odnos faze.
Usmjeren: Laserski snop je vrlo usmjeren, s uskim kutom divergencije.
Photodiode (PD):
Načelo: A Fotodiodadjeluje na temeljufotonaponski učinakilifotokonduktivni učinak. Kad su lagani fotoni udarili u poluvodički materijal (obično na PN spoju), pobuđuju elektrone, stvarajući parove elektronskog rupa. Ovi nosači naboja odvojeni su unutarnjim električnim poljem, stvarajući električnu struju ili napon koji je proporcionalan intenzitetu svjetlosti.
Ključne karakteristike:
Fotonaponski učinak: U nuli pristranosti svjetlost stvara napon preko fotodioda.
Fotokonduktivni učinak: U obrnutoj pristranosti, fotodioda generira fototok koji je proporcionalan intenzitetu incidentnog svjetla.
2. Funkcija i aplikacije
Laserska dioda (LD):
Funkcija: Glavna funkcija aLaserska diodaje emitiratikoherentna svjetlost(laser), koji se često koristi u komunikacijskim sustavima, senzorima i tehnologijama za snimanje. Podešavanjem električne struje može se kontrolirati izlazna snaga laserske diode.
Prijava:
Optička komunikacija: Laserske diode koriste se kao izvori svjetlosti u optičkim komunikacijskim sustavima, gdje se električni signali pretvaraju u optičke signale za prijenos na duge udaljenosti.
Laserski pisači: U laserskim pisačima, laserska dioda skenira sliku na bubanj kako bi stvorio nabijeni uzorak za taloženje tonera.
Skeneri barkoda: Laserske diode koriste se u skenerima barkoda, gdje laserski snop čita barkodove odražavajući svjetlost s tiskanih kodova.
Lidar (otkrivanje svjetlosti i raspon): Koristi se u laserskim rasporedima i sustavima mapiranja, gdje se emitiraju laserski impulsi i mjere se njihova vremena razmišljanja za izračunavanje udaljenosti.
Medicinska primjena: Koristi se u laserskoj kirurgiji, dermatologiji i tretmanima očiju za njihovu preciznost i kontroliranu svjetlost.
Laserska rasvjeta i prikazi: Laserske diode koriste se u visoko preciznoj rasvjeti, tehnologijama prikaza i laserskim projektorima.
Photodiode (PD):
Funkcija: A Fotodiodadizajniran je naOtkrivanje svjetlostii pretvoriti ga u električni signal. Obično se koristi u aplikacijama koje zahtijevaju otkrivanje i mjerenje intenziteta svjetlosti, poput komunikacijskih sustava ili senzora svjetlosti.
Prijava:
Optička komunikacija: Fotodiode se koriste u optičkim prijemnicima za otkrivanje i pretvaranje optičkih signala u električne signale u optičkim komunikacijskim sustavima.
Spektroskopija: U optičkoj spektroskopiji fotodiodi pretvaraju svjetlost u električni signal za analizu različitih valnih duljina.
Slikovni sustavi: Koristi se u digitalnim kamerama, noćnom vidu i drugim uređajima za snimanje gdje se svjetlost pretvara u digitalnu sliku.
Infracrveno otkrivanje: Fotodiode se obično koriste za otkrivanje infracrvenog svjetla u aplikacijama poput prijemnika daljinskog upravljanja i IR senzora.
Medicinski instrumenti: U medicinskim primjenama kao što su pulsni oksimetri (mjerenje razine kisika u krvi) fotodiodi se koriste za otkrivanje apsorpcije svjetlosti krvlju.
Nadzor okoliša: Fotodiode se koriste u senzorima svjetlosti za otkrivanje razine ambijentalne svjetlosti i okolišnih uvjeta.
3. Karakteristike izlaza i odgovora svjetlosti
Laserska dioda (LD):
Izlaz svjetla: Laserske diode emitirajulasersko svjetlo, koji ima:
Jednobojnost: Svjetlost proizvedena laserskom diodom gotovo je jedna valna duljina, što ga čini idealnim za aplikacije visoke preciznosti.
Koherencija: Emitirana svjetlost je koherentna, što znači da su valne fronte u fazi, što dovodi do stabilnog i fokusiranog snopa.
Usmjerenost: Laserske diode imaju vrlo usmjereni izlaz s vrlo malim kutom divergencije, što omogućava da laserski snop ostane usredotočen na velike udaljenosti.
Svjetlost: Lasersko svjetlo je mnogo svjetlije od LED svjetla, jer je vrlo usredotočena u uskom snopu.
Photodiode (PD):
Lagani odgovor: Fotodiode generirajuelektrični signal(struja ili napon) Kada je izložen svjetlu:
Proporcionalnost: Generirana struja izravno je proporcionalna intenzitetu incidentne svjetlosti, što ih čini pogodnim za mjerenje i otkrivanje različitih razina svjetlosti.
Brz odgovor: Fotodiode imaju vrlo brzo vrijeme odziva, što ih čini prikladnim za velike optičke komunikacije i sustave brzog otkrivanja svjetla.
Spektralni odgovor: Spektralni raspon fotodioda ovisi o korištenom materijalu. Na primjer, silicijski fotodiodi obično reagiraju na vidljivo i blizu infracrveno svjetlo, dok fotodiodi indija galija (IngaAS) mogu otkriti svjetlost u infracrvenom spektru.
4. Struktura i dizajn
Laserska dioda (LD):
Struktura: Tipična laserska dioda sastoji se od nekolikopoluvodički slojevis različitim pojasevima, koji su dizajnirani tako da stvaraju učinkovito područje koje emitira svjetlost (aktivna regija). Najčešći dizajn je aheterostrukturagdje se materijali s različitim energetskim pojasevima koriste za kontrolu protoka nosača i promicanje emisije svjetlosti.
Rezonantna šupljina: Laserske diode često koriste arezonantna šupljinas ogledalima ili reflektirajućim površinama na svakom kraju kako bi se odražavalo svjetlost i pojačalo ga unutar uređaja.
Mehanizam za hlađenje: Zbog topline nastale tijekom rada, laserske diode obično zahtijevajuhladnjakili aktivno hlađenje za održavanje stabilnih performansi.
Photodiode (PD):
Struktura: Fotodiod se obično sastoji od aPN spojili aStruktura.
PN spoj: Najjednostavniji oblik fotodioda, gdje su spojeni P-tip i N-tipa poluvodiča. To je uobičajeno u aplikacijama male snage.
Spojnica: Naprednija struktura, gdje jeUnutarnji (i)Sloj poluvodiča je zasićen između slojeva P-tipa i N-tipa, pružajući bolje performanse u pogledu vremena i učinkovitosti odziva, posebno u aplikacijama velike brzine.
Pakiranje: Fotodiode se obično pakiraju uKalaniličip na pločuKonfiguracije, ovisno o aplikaciji.
5. Električne karakteristike
Laserska dioda (LD):
Trenutne karakteristike: Laserske diode djeluju iznad aprag strujaTo je potrebno za početak emitiranja laserske svjetlosti. Ispod ovog praga dioda se ponaša poput LED -a, emitirajući nekoherentno svjetlo. Jednom kada struja premaši prag, započinje koherentna laserska emisija.
Prag struja: Ovo je minimalna struja na kojoj laserska dioda počinje emitirati koherentno svjetlo. Ako je struja preniska, uređaj emitira nekoherentno svjetlo; Ako je previsoka, dioda se može pregrijavati.
Karakteristike napona: Laserske diode obično djeluju naViši napon(1,5 V do 3,5 V) u usporedbi s redovitim LED -ovima. Napon je stabilan nakon što se prekorači struja praga.
Photodiode (PD):
Trenutne karakteristike: Fotodiode proizvode afototokTo je izravno proporcionalno intenzitetu incidentne svjetlosti.
Obrnuta pristranost: U obrnutoj pristranosti fotodiodi pokazuju veću osjetljivost i brže vrijeme odziva. Generirana fototoka proporcionalna je intenzitetu svjetlosti, a struja diode je gotovo konstantna za određeni intenzitet svjetlosti.
Nulta pristranost: Neki fotodiodi mogu raditi pri nuli pristranosti, gdje se fototok generira bez vanjskog napona. To je uobičajeno u aplikacijama male snage.
Karakteristike napona: Fotodiode često djeluju uobrnuta pristranostkako bi se maksimizirao fototok i minimizirao tamnu struju. Obrnuti napon može poboljšati brzinu odgovora i osjetljivosti.
Naša adresa
Ruiding Mansion, br.200 Zhenhua Rd, okrug Xihu, Hangzhou, Kina
Telefonski broj
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
