Parametri laserske diode, principi i primjena

Princip rada poluvodičkih laserskih dioda je teoretski isti kao i plinskih lasera.
Laserska dioda je u suštini poluvodička dioda. Prema tome da li je materijal PN spoja isti, laserska dioda se može podijeliti na laserske diode s homospojnikom, jednostrukim heterospojnicama (SH), dvostrukim heterospojnicama (DH) i kvantnim jama (QW). Laserske diode za kvantne jame imaju prednosti niske granične struje i velike izlazne snage i trenutno su glavni proizvodi na tržištu. U poređenju sa laserima, laserske diode imaju prednosti visoke efikasnosti, male veličine i dugog veka trajanja. Međutim, njihova izlazna snaga je mala (uglavnom manja od 2 mW), loša linearnost i monohromatnost nisu baš dobri, što ograničava njihovu primenu u sistemima kablovske televizije. Vrlo ograničen, ne može prenositi višekanalne analogne signale visokih performansi. U backhaul modulu dvosmjernog optičkog prijemnika, laserske diode kvantnog bunara općenito se koriste kao izvori svjetlosti za uplink prijenos.

Laser Diode Essence
Laserska dioda je u suštini poluvodička dioda. Prema tome da li je materijal PN spoja isti, laserska dioda se može podijeliti na laserske diode s homospojnikom, jednostrukim heterospojnicama (SH), dvostrukim heterospojnicama (DH) i kvantnim jama (QW). Laserske diode za kvantne jame imaju prednosti niske granične struje i velike izlazne snage i trenutno su glavni proizvodi na tržištu. U poređenju sa laserima, laserske diode imaju prednosti visoke efikasnosti, male veličine i dugog veka trajanja. Međutim, njihova izlazna snaga je mala (uglavnom manja od 2 mW), loša linearnost i monohromatnost nisu baš dobri, što ograničava njihovu primenu u sistemima kablovske televizije. Vrlo ograničen, ne može prenositi višekanalne analogne signale visokih performansi. U backhaul modulu dvosmjernog optičkog prijemnika, laserske diode kvantnog bunara općenito se koriste kao izvori svjetlosti za uplink prijenos.

Osnovna struktura poluvodičke laserske diode je prikazana na slici. Par paralelnih ravnina okomitih na PN spoj formiraju Fabry-Perot rezonantnu šupljinu. To mogu biti ravni cijepanja poluvodičkog kristala ili polirane ravni. Preostale dvije strane su relativno grube da eliminišu laserski efekat u drugim pravcima osim u glavnom.

U specifičnom radu, PN spoj laserske diode formiraju dva sloja dopiranog galij arsenida. Ima dvije strukture ravnog kraja, jednu zrcalnu paralelnu s krajem (površina visoke refleksije) i jednu djelomično reflektirajuću. Talasna dužina svjetlosti koja se emituje je tačno povezana sa dužinom zgloba. Kada je PN spoj nagnut naprijed od vanjskog izvora napona, elektroni se kreću kroz spoj i rekombinuju kao normalna dioda. Kada se elektroni rekombinuju s rupama, oslobađaju se fotoni. Ovi fotoni udaraju u atome, uzrokujući oslobađanje više fotona. Kako se struja prednapona povećava, više elektrona ulazi u područje iscrpljivanja i uzrokuje emitiranje više fotona.

Postoje dvije najčešće korištene laserske diode: ①PIN fotodioda. Kada primi optičku snagu i generiše fotostruju, donosi kvantni šum. ②Lavina fotodioda. Pruža interno pojačanje i može prenositi dalje od PIN fotodiode, ali ima veći kvantni šum. Da bi se postigao dobar odnos signal-šum, iza fotodetektorskog uređaja moraju biti povezani pretpojačalo sa niskim šumom i glavno pojačalo.

Često korišteni parametri poluvodičkih laserskih dioda su:
(1) Talasna dužina: to jest, radna talasna dužina laserske cijevi. Trenutno, talasne dužine laserskih cijevi koje se mogu koristiti kao fotoelektrični prekidači uključuju 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm, itd.

(2) Prag struje Ith: to jest, struja pri kojoj laserska cijev počinje da generiše laserske oscilacije. Za općenite laserske cijevi male snage, njegova vrijednost je oko desetine miliampera. Prag struje laserskih cijevi sa napregnutom strukturom višestrukih kvantnih bunara može biti čak 10 mA. sljedeće.

(3) Radna struja Iop: To jest, struja pokretanja kada laserska cijev dostigne nazivnu izlaznu snagu. Ova vrijednost je važna za dizajniranje i otklanjanje grešaka u laserskom pogonskom krugu.

(4) Vertikalni ugao divergencije θ⊥: Ugao pod kojim se svetlosna traka laserske diode otvara u pravcu okomitom na PN spoj, obično oko 15 stepeni ~40 stepeni.

(5) Horizontalni ugao divergencije θ∥: Ugao pod kojim se svetlosna traka laserske diode otvara u pravcu paralelnom sa PN spojem, obično oko 6 stepeni ~10 stepeni.

(6) Nadgledanje struje Im: to jest, struja koja teče kroz PIN cijev kada je laserska cijev na nazivnoj izlaznoj snazi.

U stvarnom životu, laserske diode se široko koriste u oblastima informacionih nauka, kao što su komunikacije optičkim vlaknima, skladištenje optičkih diskova, štampanje i kopiranje i medicinska kozmetologija. Za specifične primjene, odabir se mora kombinirati s njegovim glavnim tehničkim parametrima, uključujući valnu dužinu, izlaznu snagu, radnu struju, radni napon, itd. Laserske diode se također široko koriste u optoelektronskim uređajima male snage kao što su optički diskovi na računarima i print glave u laserskim štampačima.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvu ideju, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje se nalaze naši kupci i koji su naši zahtjevi, mi ćemo slijediti naš cilj da našim kupcima pružimo visok kvalitet, niske cijene i najbolju uslugu.