半導體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。常用參數(shù)⑴波長:即激光管工作波長,目前可作光電開關用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵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,具有應變多量子阱結構的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop:即激光管達到額定輸出功率時的驅動電流,此值對于設計調試激光驅動電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結方向張開的角度,一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結平行方向所張開的角度,一般在6?~10?左右。⑹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。激光二極管在計算機上的光盤驅動器,激光打印機中的打印頭,條形碼掃描儀,激光測距、激光醫(yī)療,光通訊,激光指示等小功率光電設備中得到了***的應用,在舞臺燈光、激光手術、激光焊接和激光武器等大功率設備中也得到了應用。原裝,廠家直銷激光二極管就選擇凱軒業(yè)電子有限公司。微型激光二極管供應商
、激光二極管本質上是一個半導體二極管,按照PN結材料是否相同,可以把激光二極管分為同質結、單異質結(SH)、雙異質結(DH)和量子(QW)激光二極管。量子阱激光二極管具有闌值電流低,輸出功率高的優(yōu)點,是目前市場應用的主流產(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,但其輸出功率小(一般小于2mW),線性差、單色性不太好,使其在有線電視系統(tǒng)中的應用受到很大限制,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。半導體激光二極管的基本結構如圖所示,垂直于PN結面的一對平行平面構成法布里--珀羅諧振腔,它們可以是半導體晶體的解理面,也可以是經(jīng)過拋光的平面。其余兩側面則相對粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。江蘇激光二極管采購只有粒子的平衡態(tài)被打破,使高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)(這樣情況稱為離子數(shù)反轉),才能發(fā)出激光。
發(fā)光二極管是一種特殊的二極管,發(fā)光二極管由半導體芯片組成,這些半導體材料會預先通過注入或摻雜等工藝以產(chǎn)生pn結結構。與其它二極管一樣,發(fā)光二極管中電流可以輕易地從p極(陽極)流向n極(負極),而相反方向則不能。兩種不同的載流子:空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向pn結。當空穴和電子相遇而產(chǎn)生復合,電子會跌落到較低的能階,同時以光子的方式釋放出能量。它所發(fā)出的光的波長,及其顏色,是由組成pn結的半導體物料的禁帶能量所決定。由于硅和鍺是間接禁帶材料,在這些材料中電子與空穴的復合是非輻射躍遷,此類躍遷沒有釋出光子,所以硅和鍺二極管不能發(fā)光。發(fā)光二極管所用的材料都是直接禁帶型的,這些禁帶能量對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。在發(fā)展初期,采用砷化鎵(GaAs)的發(fā)光二極管只能發(fā)出紅外線或紅光。隨著材料科學的進步,人們已經(jīng)制造出可發(fā)出更短波長的、各種顏色的發(fā)光二極管。以下是傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無機半導體物料和所它們發(fā)光的顏色:鋁砷化稼(AlGaAs)-紅色及紅外線鋁磷化稼(AlGaP)-綠色aluminiumgalliumindiumphosphide(AlGaInP)-高亮度的橘紅色,橙色,黃色,綠色磷砷化稼(GaAsP)-紅色,橘紅色,黃色
主要種類編輯DFB-LDF-P(法布里-珀羅)腔LD已成為常規(guī)產(chǎn)品,向高可靠低價化方向發(fā)展。DFB-LD的激射波長主要由器件內(nèi)部制備的微小折射光柵周期決定,依賴沿整個有源層等間隔分布反射的皺褶波紋狀結構光柵進行工作。DFB-LD兩邊為不同材料或不同組分的半導體晶層,一般制作在量子阱QW有源層附近的光波導區(qū)。這種波紋狀結構使光波導區(qū)的折射率呈周期性分布,其作用就像一個諧振控,波長選擇機構是光柵。利用QW材料尺寸效應和DFB光柵的選模作用,所激射出的光的譜線很寬,在高速率調制下可動態(tài)單縱模輸出。內(nèi)置調制器的DFB-LD滿足光發(fā)射機小型、低功耗的要求。激光二極管深圳市凱軒業(yè)科技有限公司,歡迎親咨詢。
激光二極管的結構隨著技術和工藝的發(fā)展,目前實際使用的半導體激光二極管具有復雜的多層結構。圖2為日本三洋公司的紅光半導體激光二極管的結構。圖3為小功率激光管剖視圖,由圖可見,激光芯片貼在用來散熱的熱沉上,在管座上靠近激光芯片下部封有PIN光電二極管圖4為普通激光二極管的外形,由圖可見,小功率激光管有三條引腳,這是因為在管內(nèi)還封裝有一個光電二極管,用于監(jiān)控激光管工作電流。3.半導體激光二極管的常用參數(shù)有:(1)波長:即激光管工作波長,目前可作光電開關用的激光管波長有635nm650nm70nm690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等(2)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,其值激光二極管具有體積小、重量輕、耗電低、驅動電路簡單、調制方便、耐機械沖擊以及抗震動等優(yōu)點。微型激光二極管供應商
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產(chǎn)生激光的三個條件是:實現(xiàn)粒子數(shù)反轉、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,在半導體中就是要把價帶內(nèi)的電子抽運到導帶。為了獲得離子數(shù)反轉,通常采用重摻雜的P型和N型材料構成PN結,這樣,在外加電壓作用下,在結區(qū)附近就出現(xiàn)了離子數(shù)反轉—在高費米能級EFC以下導帶中貯存著電子,而在低費米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實現(xiàn)粒子數(shù)反轉是產(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***介質的增益系數(shù),A是介質的損耗系數(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)生加強干涉,輸出穩(wěn)定激光。設諧振腔的長度為L,***介質的折射率為N,則Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,微型激光二極管供應商
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