激光二极管
激光二极管包括单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小(一般小于2mW),线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。 1480nm大功率Class 1安全激光,脉冲1至3000微秒可调。北京Hamilton Thorne激光破膜
激光二极管的发光原理:激光二极管中的P-N结由两个掺杂的砷化镓层形成。它有两个平端结构,平行于一端镜像(高度反射面)和一个部分反射。要发射的光的波长与连接处的长度正好相关。当P-N结由外部电压源正向偏置时,电子通过结而移动,并像普通二极管那样重新组合。当电子与空穴复合时,光子被释放。这些光子撞击原子,导致更多的光子被释放。随着正向偏置电流的增加,更多的电子进入耗尽区并导致更多的光子被发射。**终,在耗尽区内随机漂移的一些光子垂直照射反射表面,从而沿着它们的原始路径反射回去。反射的光子再次从结的另一端反射回来。光子从一端到另一端的这种运动连续多次。在光子运动过程中,由于雪崩效应,更多的原子会释放更多的光子。这种反射和产生越来越多的光子的过程产生非常强烈的激光束。在上面解释的发射过程中产生的每个光子与在能级,相位关系和频率上的其他光子相同。因此,发射过程给出单一波长的激光束。为了产生一束激光,必须使激光二极管的电流超过一定的阈值电平。低于阈值水平的电流迫使二极管表现为LED,发出非相干光。北京Hamilton Thorne激光破膜激光破膜仪主要应用于IVF领域。
注意事项播报编辑1.激光二极管发射的激光有可能对人眼造成伤害。二极管工作时,严禁直接注视其端面,不能透过镜片直视激光,也不能透过反视镜观察激光。2.器件需要合适的驱动电源,瞬时反向电流不能超过2uA,反向电压不得超过3V,否则会损坏器件。驱动电源子在电源通断时,要防止浪涌电流的措施。用示波器测试驱动电路时,要先断开电源再连接示波器探头,若在通电情况下测试探头,可能引用浪涌电流损坏器件。3.器件应存放或工作于干净的环境中。4.在较高温度下工作,会增大阀值电流,较低转化频率,加速器件的老化。在调整光输入量时,要用光功率表检测,防止超过大额定输出。5.输出功率高于指定参数工作,会加速元件老化。6.机器需要充分散热或在制冷条件下使用,激光二极管的温度严格控制在20度以下,保证寿命。7.二极管属于静电敏感器件,在人体有良好的情况下才可以拿取,防静电可以采用防静电手镯的方法。8.激光器的输出波长受工作电流与散热的影响,要保持良好的散热条件,降低工作时管芯的温度。加散热器防止激光二极管在工作中温升过高。
发展上世纪60年代发明的一种光源,命名为激光,LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母缩写。1962年秋***研制出 77K下脉冲受激发射的同质结GaAs 激光二极管。1964 年将其工作温度提高到室温。1969年制造出室温下脉冲工作的单异质结激光二极管,1970年制成室温下连续工作的 Ga1-xAlxAs/GaAs双异质结(DH)激光二极管。此后,激光二极管迅速发展。1975年 Ga1-xAlxAs/GaAsDH 激光二极管的寿命提高到105小时以上。In1-xGaxAs1-yPy/InP 长波长DH激光二极管也取得重大进展,因而推动了光纤通信和其他应用的发展。此外还出现了由Pb1-xSnxTe等 Ⅳ-Ⅵ族材料制成的远红外波长激光二极管。通常集显微观察、激光切割、高精扫描于一体,通过显微成像系统,操作人员能清晰观察到细胞的形态结构。
DFB-LD图9 激光二极管F-P(法布里-珀罗)腔LD已成为常规产品,向高可靠低价化方向发展。DFB-LD的激射波长主要由器件内部制备的微小折射光栅周期决定,依赖沿整个有源层等间隔分布反射的皱褶波纹状结构光栅进行工作。DFB-LD两边为不同材料或不同组分的半导体晶层,一般制作在量子阱QW有源层附近的光波导区。这种波纹状结构使光波导区的折射率呈周期性分布,其作用就像一个谐振控,波长选择机构是光栅。利用QW材料尺寸效应和DFB光栅的选模作用,所激射出的光的谱线很宽,在高速率调制下可动态单纵模输出。内置调制器的DFB-LD满足光发射机小型、低功耗的要求。激光破膜仪工作原理通常是通过产生高能量密度的激光束,聚焦在特定的膜结构上。北京Hamilton Thorne激光破膜
RED-i标靶定位时刻指示激光落点,使在目镜中和显示器上均可随时确定打孔位置,操作更流畅,精确。北京Hamilton Thorne激光破膜
CSELVCSEL(垂直腔面发射激光)二极管的特点如下:从其顶部发射出圆柱形射束,射束无需进行不对称矫正或散光矫正,即可调制成用途***的环形光束,易与光纤耦合;转换效率非常高,功耗*为边缘发射LD的几分之一;调制速度快,在1GHz以上;阈值很低,噪声小;重直腔面很小,易于高密度大规模制作和成管前整片检测、封装、组装,成本低。VCSEL采用三明治式结构,其中间只有20nm、1--3层的QW增益区,上、下各层是由多层外延生长薄膜形成的高反射率为100%的布拉格反射层,由此构成谐振腔。相干性极高的激光束***从其顶部激射出。多家厂商有1550nm低损耗窗口与低色散的可调谐VCSEL样品展示。1310nm的产品预计在今后1--2年内上市。可调谐的典型器件是将一只普通980nmVCSEL与微光机电系统的反射腔集成组合,由曲形顶镜、增益层、反射底镜等构成可产生中心波长为1550nm的可调谐结构,用一个静电控制电压将位于支撑薄膜上的顶端反射镜定位,改变控制电压就可调整谐振腔体间隙尺寸,从而达到调整输出波长的目的。在1528--1560nm范围连续可调谐43nm,经过2.5Gb/s传输500km实验无误码,边模抑制优于50dB。北京Hamilton Thorne激光破膜