激光二极管本质上是一个半导体二极管,按照PN结材料是否相同,可以把激光二极管分为同质结、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,是目前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。半导体激光二极管的基本结构如图所示,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结附近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:λ=hc/Eg(1)式中:h—普朗克常数;c—光速;Eg—半导体的禁带宽度。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。四川激光二极管多少钱
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厂家直销激光二极管品牌激光二极管具:有体积小、重量轻、耗电低、驱动电路简单、调制方便、耐机械冲击以及抗震动等优点。
在发光原理上的差别:LED是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光,而LD是受激辐射复合发光。发光二极管发出的光子的方向,相位是随机的,激光二极管发出的光子是同方向,同相位。LED是LightEmittingDiode(发光二极管)的缩写。***见于日常生活中,如家用电器的指示灯,汽车后防雾灯等。LED的**显着特点是使用寿命长,光电转换效能高。其原下上在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。
同一芯片上集成多波长DFB-LD与外腔电吸收调制器的单芯片光源也在发展中。研制成功的电吸收调制器集成光源,采用有源层与调制器吸收层共用多QW结构。调制器的作用如同一个高速开关,把LD输出变换成二进制的0和1。在一块芯片上形成40种不同的折射光栅,波长1530--1590nm的40路调制器集成光源,信道间隔为200GHz。其开发目标是集成100个发射波长的LD阵列,以进行9.5THz超大容量的通信。VCESLVCESL(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。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。
由于激光二极管的谱宽是狭窄单一的波长、相位整齐、指向性高的光,因此具备容易控制能量的特征。激光二极管和LED的区别汇总在了下表中:9、应用领域激光二极管由于具有直进性、微小光斑尺寸(数um~)、单色性、高光密度、相干性(coherent)的这些特点,Laser在计算机上的光盘驱动器、激光打印机中的打印头、条形码扫描仪、激光测距、激光医疗、光纤通信、舞台灯光、激光手术、激光切割焊接和激光武器等设备中也得到了广泛应用。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与其他的分立式产品相比,激光二极管的ESD水平非常低,因此如果在正向上加入浪涌,则过量发光,导致端面损坏,激光无法振荡(如下图所示)。因此,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。主要种类编辑DFB-LDF-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。四川激光二极管多少钱
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激光二极管的结构随着技术和工艺的发展,目前实际使用的半导体激光二极管具有复杂的多层结构。图2为日本三洋公司的红光半导体激光二极管的结构。图3为小功率激光管剖视图,由图可见,激光芯片贴在用来散热的热沉上,在管座上靠近激光芯片下部封有PIN光电二极管图4为普通激光二极管的外形,由图可见,小功率激光管有三条引脚,这是因为在管内还封装有一个光电二极管,用于监控激光管工作电流。3.半导体激光二极管的常用参数有:(1)波长:即激光管工作波长,目前可作光电开关用的激光管波长有635nm650nm70nm690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等(2)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,其值四川激光二极管多少钱
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