黑龍江激光二極管的工作原理

來源: 發(fā)布時間:2023-07-26

激光二極管的物理結(jié)構(gòu)是在發(fā)光二極管的結(jié)間安置一層具有光活性的半導(dǎo)體,其端面經(jīng)過拋光后具有部分反射功能,因而形成一光諧振腔。在正向偏置的情況下,LED結(jié)發(fā)射出光來并與光諧振腔相互作用,從而進(jìn)一步激勵從結(jié)上發(fā)射出單波長的光,這種光的物理性質(zhì)與材料有關(guān)。半導(dǎo)體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。圖1(b)是激光二極管的代言符號。激光二極管在計算機(jī)上的光盤驅(qū)動器,激光打印機(jī)中的打印頭等小功率光電設(shè)備中得到了廣大的應(yīng)用。在較高溫度下工作,會增大閥值電流,較低轉(zhuǎn)化頻率,加速器件的老化。黑龍江激光二極管的工作原理

黑龍江激光二極管的工作原理,激光二極管

產(chǎn)生激光的三個條件是:實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足閾值條件和諧振條件。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn),在半導(dǎo)體中就是要把價帶內(nèi)的電子抽運(yùn)到導(dǎo)帶。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn),通常采用重?fù)诫s的P型和N型材料構(gòu)成PN結(jié),這樣,在外加電壓作用下,在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)—在高費(fèi)米能級EFC以下導(dǎo)帶中貯存著電子,而在低費(fèi)米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件,但不是充分條件。要產(chǎn)生激光,還要有損耗極小的諧振腔,諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡,***物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射,不斷引起新的受激輻射,使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的各種損耗,即滿足一定的閾值條件:P1P2exp(2G-2A)≥1(P1、P2是兩個反射鏡的反射率,G是***介質(zhì)的增益系數(shù),A是介質(zhì)的損耗系數(shù),exp為常數(shù)),才能輸出穩(wěn)定的激光,另一方面,激光在諧振腔內(nèi)來回反射,只有這些光束兩兩之間在輸出端的相位差Δф=2qπq=1、2、3、4。時,才能在輸出端產(chǎn)生加強(qiáng)干涉,輸出穩(wěn)定激光。設(shè)諧振腔的長度為L,***介質(zhì)的折射率為N,則Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,黑龍江激光二極管的工作原理激光二極管,就選深圳市凱軒業(yè)科技,讓您滿意,歡迎您的來電哦!

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半導(dǎo)體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。激光二極管本質(zhì)上是一個半導(dǎo)體二極管,按照PN結(jié)材料是否相同,可以把激光二極管分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)(SH)、雙異質(zhì)結(jié)(DH)和量子阱(QW)激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低,輸出功率高的優(yōu)點(diǎn),是目前市場應(yīng)用的主流產(chǎn)品。同激光器相比,激光二極管具有效率高、體積小、壽命長的優(yōu)點(diǎn),但其輸出功率?。ㄒ话阈∮?mW),線性差、單色性不太好,使其在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制,不能傳輸多頻道,高性能模擬信號。在雙向光接收機(jī)的回傳模塊中,上行發(fā)射一般都采用量子阱激光二極管作為光源。

由于電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時,一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子一空穴對附近,就能激勵二者復(fù)合,產(chǎn)生新光子,這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大,則會形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布,即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下.少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射,造成選頻諧振正反饋,或者說對某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時,就可從 PN 結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光一激光,這就是激光二極管的簡單原理。激光二極管分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)(SH)、雙異質(zhì)結(jié)(DH)和量子阱(QW)激光二極管。

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產(chǎn)生激光的三個條件是:實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足闡值條件和諧振條件。產(chǎn)生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn),在半導(dǎo)體中就是要把價帶內(nèi)的電子抽運(yùn)到導(dǎo)帶。為了獲得離子數(shù)反轉(zhuǎn),通常采用重?fù)诫s的 P 型和N 型材料構(gòu)成 PN 結(jié),這樣在外加電壓作用下,在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉(zhuǎn)一在高費(fèi)米能級 EFC 以下導(dǎo)帶中貯存著電子,而在低費(fèi)米能級 EFV 以上的價帶中貯存著空穴。實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件,但不是充分條件。要產(chǎn)生激光,還要有損耗極小的諧振腔,諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡,***物質(zhì)所發(fā)出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射,不斷引起新的受激輻射,使其不斷被放大。只有受激輻射放激光二極管發(fā)射的激光有可能對人眼造成傷害。甘肅使用激光二極管

由于激光二極管的譜寬是狹窄單一的波長、相位整齊、指向性高的光,因此具備容易控制能量的特征。黑龍江激光二極管的工作原理

②閾值電流Ith:即激光管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流,對一般小功率激光管而言,其值約在數(shù)十毫安,具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。③工作電流Iop:即激光管達(dá)到額定輸出功率時的驅(qū)動電流,此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。④工作電壓Vop:是發(fā)出規(guī)定的光輸出時需要的正向電壓。⑤光輸出功率Po:比較大允許的瞬時光學(xué)功率輸出。這適用于連續(xù)或脈沖操作模式。⑥暗電流Id:光電二極管反向偏置時的泄漏電流。暗電流既取決于溫度又取決于電壓,理想的二極管/光電二極管在相反的方向上沒有電流。⑦微分效率η:每單位驅(qū)動電流的光輸出的增加量。表示在激光振蕩領(lǐng)域相對于正向電流的光輸出直線的傾斜度。⑧垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結(jié)方向張開的角度,一般在15°~40°左右。⑨水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開的角度,一般在6°~10°左右。⑩監(jiān)控電流Im:即激光管在額定輸出功率時,在PIN管上流過的電流。6、注入電流-光輸出(I-L)的特性及光功率測量下圖是注入電流-光輸出(I-L)特性黑龍江激光二極管的工作原理

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