使用激光二极管

半导体激光二极管的基本结构：垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙，用以消除主方向外其它方向的激光作用。半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时，会削弱PN结势垒，迫使电子从N区经PN结注入P区，空穴从P区经过PN结注入N区，这些注入PN结的非平衡电子和空穴将会发生复合，从而发射出波长为λ的光子，其公式如下：[1]λ=hc/Eg⑴式中：h—普朗克常数；c—光速；Eg—半导体的禁带宽度。上述由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子—空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下，少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时，就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光，这就是激光二极管的简单原理LD是激光二极管的英文缩写，激光二极管的物理架构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体。使用激光二极管

特色当激光二极管注入电流在临界电流密度以下时，发光机制主要是自发放射，光谱分散较广，频宽大约在100到500埃（埃=10-1奈米，原子直径的数量级就是几个埃〉之间。但当电流密度超过临界值时，就开始产生振荡，***只剩下少数几个模态，而频宽也减小到30埃以下。而且，激光二极管的消耗功率极小，以双异质结构激光为例，比较大的额定电压通常低于2伏特，输入电流则在15到100毫安之间，消耗功率往往不到一瓦特，而输出功率达数十毫瓦特以上。激光二极管的特色之一，是能直接从电流调制其输出光的强弱。因为输出光功率与输入电流之间多为线性关系，所以激光二极管可以采用模拟或数字电流直接调制输出光的强弱，省掉昂贵的调制器，使二极管的应用更加经济实惠。上海自动化激光二极管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。

激光二极管原理及应用激光二极管参数与原理及应用，激光的产生机理在讲激光产生机理之前，先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程一时处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁，称之为自发辐射二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁，称之为受激辐射三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收自发辐射，即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子，它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同，但受激辐射就不同，当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁，发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中，发生的辐射就是受激辐射，它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统，即有受激辐射，也有受激吸收，只有受激辐射占优势，才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势，只有粒子的平衡态被打破，使高能态的粒子数大于低能态的粒子数(这样情况称为离子数反转)，才能发出激光。

结构性能编辑物理结构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体，其端面经过抛光后具有部分反射功能，因而形成一光谐振腔。在正向偏置的情况下，LED结发射出光来并与光谐振腔相互作用，从而进一步激励从结上发射出单波长的光，这种光的物理性质与材料有关。在VCD机中，半导体激光二极管是激光头的**部件之一，它大多是由双异质结构的镓铝砷(AsALGA)三元化合物构成的，是一种近红外半导体器件，波长为780～820nm，额定功率为3～5mw。另外，还有一种可见光(如红光)半导体激光二极管，也广泛应用于VCD机以及条形码阅读器中。激光二极管的外形及尺寸如图1所示。其内部结构类型有三种，如图2所示。由图2可见，激光二极管内包括两个部分：***部分是激光发射部分(可用LD表示)，它的作用是发射激光，如图中电极(2);第二部分是激光接受部分(可用PD表示)，它的作用是接受、监测『JD发出的激光(当然，若不需监测LD的输出，PD部分则可不用)，如图中电极(3);这两个部分共用公共电极(1)，因此，激光二极管有三个电极。深圳市凯轩业科技致力于激光二极管研发及方案设计，有想法的咨询哦亲们。

②阈值电流Ith：即激光管开始产生激光振荡的电流，对一般小功率激光管而言，其值约在数十毫安，具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。③工作电流Iop：即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，此值对于设计调试激光驱动电路较重要。④工作电压Vop：是发出规定的光输出时需要的正向电压。⑤光输出功率Po：比较大允许的瞬时光学功率输出。这适用于连续或脉冲操作模式。⑥暗电流Id：光电二极管反向偏置时的泄漏电流。暗电流既取决于温度又取决于电压，理想的二极管/光电二极管在相反的方向上没有电流。⑦微分效率η：每单位驱动电流的光输出的增加量。表示在激光振荡领域相对于正向电流的光输出直线的倾斜度。⑧垂直发散角θ⊥：激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度，一般在15°~40°左右。⑨水平发散角θ∥：激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度，一般在6°~10°左右。⑩监控电流Im：即激光管在额定输出功率时，在PIN管上流过的电流。6、注入电流-光输出(I-L)的特性及光功率测量下图是注入电流-光输出(I-L)特性激光二极管一、激光的产生机理二极管在讲激光产生机理之前，先讲一下受激辐射。使用激光二极管

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由于电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子一空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下.少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时，就可从 PN 结发出具有良好谱线的相干光一激光，这就是激光二极管的简单原理。使用激光二极管

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