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。半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。.辽宁激光二极管采购
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。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。常用的激光二极管有两种:①PIN光电二极管。它在收到光功率产生光电流时,会带来量子噪声。②雪崩光电二极管。它能够提供内部放大,比PIN光电二极管的传输距离远,但量子噪声更大。为了获得良好的信噪比,光检测器件后面须连接低噪声预放大器和主放大器。质量激光二极管厂家报价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。
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
DBR-LDDBR-LD(分布布拉格反射器激光二极管)相当有代表性的是超结构光栅SSG结构。器件**是有源层,两边是折射光栅形成的SSG区,受周期性间隔调制,其反射光谱变成梳状峰,梳状光谱重合的波长以大的不连续变化,可实现宽范围的波长调谐。采用DBR-LD构成波长转换器,与调制器单片集成,其芯片左侧为双稳态激光器部分,有两个***区和一个用作饱和吸收的隔离区;右侧是波长控制区,由移相区和DBR构成。1550nm多冗余功能可调谐DBR-LD可获得16个频率间隔为100GHz或32频率间隔为50GHz的波长,随着大约以10nm间隔跳模,可获得约100nm的波长调谐。除保留已有的处理和封装工艺外,还增加了纳秒级的波长开关,扩大调谐范围。激光二极管,就选深圳市凯轩业科技有限公司。
其它类型LD光模块激光二极管内置MQWF-P腔LD或DFB-LD、控制电路、驱动电路,输出光信号。其体积小,可靠性高,使用方便,在城域网、同步传输系统、同步光纤网络中都大量采用2.5Gb/s光发射模块,10Gb/s、40Gb/s处于初期试用阶段,向高速化、低成本、微型化发展。利用高分子材料Polymer折射率随温度变化特性,加热器改变高分子材料光栅温度,引发其折射率和光栅节距变化,使其反射波长改变。已研制出Polymer-AWG波长可调的集成模块,有16个波长通道,波长间隔200GHz,插损8--9dB,串扰-25dB。用一个高速调制器对每个波长进行时间调制的多波长LD正处于研制阶段。这是一种全新的多波长和波长可编程光源。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。陕西优势激光二极管
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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。辽宁激光二极管采购
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