Шта је ласерска диода?
Ласерска диода (полупроводнички ласер) је електронски уређај који користи полупроводнички пн спој за претварање струје у светлосну енергију и генерисање ласера. Ласерска диода има одличну усмереност и равност. Као извор светлости са лаком контролом енергије, широко се користи у оптичкој комуникацији, медицинском третману, сенсингу, складиштењу података, разоноди и забави. Његов основни принцип је да користи светлост која настаје када се електрони и рупе рекомбинују.
Ласерске диоде се називају и "полупроводнички ласери". „Ласер“ је акроним за „Лигхт Амплифицатион би Стимулатед Емиссион оф Радиатион“, што значи „стимулисана емисија појачања светлости“. Чак и ако је таласна дужина природног светла и ЛЕД светла константна, њихова фазна разлика није константна и таласни облик није уједначен. Ласер је "кохерентна" светлост која само појачава одређену таласну дужину. Кохерентни извори светлости имају константну фазну разлику и конзистентан таласни облик, а сметње се могу користити да би фокус био веома мали (неколико ум~), тако да се могу користити у различитим апликацијама као што су оптички прекидачи и оптичка модулација.
Историја и развој
Историја ласерских диода почела је 1917. године, када је Алберт Ајнштајн први теоретисао феномен „стимулисане емисије зрачења“, постављајући темеље за све ласерске технологије. Касније је Немац Џон фон Нојман описао концепт полупроводничких ласера у необјављеном рукопису 1953. Године 1957. Американац Гордон Гоулд је предложио да се стимулисана емисија зрачења може користити за појачавање светлости и назвао га „ЛАСЕР (Лигхт Амплифицатион би Стимулатед Емиссион оф Зрачење)". На овај начин, како су научници из разних земаља наставили да напредују у истраживању ласера, 1962. године изашла је хомојункциона структура полупроводничког ласера галијум арсенида (ГаАс) и технологија кохерентне светлости је заправо верификована. Исте године је било успешно и осциловање видљиве светлости. Међутим, полупроводнички ласери ове ере имали су проблема са континуираним осцилацијама на собној температури. Године 1970. откриће двоструких хетероструктура омогућило је континуирано осциловање на собној температури. После 1970-их, полупроводничка ласерска технологија се брзо развијала и широко се користила у различитим областима.
Принцип емитовања светлости ласерских диода
Ласерске диоде су полупроводнички уређаји који могу да емитују ласерску светлост одређене таласне дужине. Његова основна структура се састоји од пн споја састављеног од полупроводника п-типа и полупроводника н-типа, активног слоја који емитује светлост и обложеног огледала које рефлектује светлост. Принцип емитовања светлости ласерских диода је да када струја тече, електрони и рупе се рекомбинују, а зрачени фотони се појачавају у активном слоју и рефлектују у резонатору да би формирали ласерску светлост. Хајде да прво разумемо основну структуру и принцип емитовања светлости "полупроводника који емитују светлост" које деле ласерске диоде и ЛЕД диоде.
Основна структура и материјали диода
Полупроводници су материјали са проводљивошћу између "проводника" који проводе електричну енергију и "изолатора (непроводника)" који не проводе струју лако. Проводници укључују металне материјале као што су гвожђе и злато, а изолатори укључују материјале као што су гума и стакло. Полупроводници могу контролисати ток електричне енергије тако што их чине проводљивим или непроводним. Поред тога, у неким методама употребе, може се извршити и конверзија енергије између светлосне енергије и електричне енергије.
Обично су компоненте диода углавном направљене од силицијума (Си). Силицијум (Си) је најтипичнији полупроводнички материјал. Силицијум постоји у природи у облику "силицијум диоксида (СиО2: камен чија је главна компонента силицијум диоксид)" и материјал је богат ресурсима. Широко се користи у многим полупроводничким производима јер се лако обрађује.
Силицијум (Си) као полупроводнички материјал је првобитно изолатор и готово да нема слободних електрона као носача. Стога, додавањем других нечистоћа у силицијум (Си) да би се повећала концентрација носача у силицијуму (Си), повећава се његова проводљивост. Полупроводници који повећавају носиоце додавањем оваквих нечистоћа називају се „полупроводници нечистоћа“. Носиоци укључују слободне електроне и слободне рупе. Међу њима, полупроводници који повећавају носиоце слободних електрона називају се „полупроводници н-типа“, а полупроводници који повећавају носиоце слободних рупа називају се „полупроводници п-типа“.
* полупроводник п-типа (+: позитиван, полупроводник са много рупа), полупроводник н-типа (-: негативан, полупроводник са много електрона)
Елемент диоде је структура у којој су повезани полупроводник п-типа и полупроводник н-типа, што се назива „пн спој“. Пин полупроводника п-типа назива се "анода", а пин полупроводника н-типа назива се "катода". Струја тече од аноде до катоде.
Принцип емисије светла диода
Када се напон унапред примени на елемент пн споја, рупе (позитивне) и електрони (негативни) се крећу према споју и комбинују се. Вишак енергије произведен у овом тренутку претвара се у светлосну енергију, чиме се постиже емисија светлости. Овај феномен се назива "сложена светлосна емисија".
Ласерске диоде се могу класификовати према правцу у коме се емитује светлост.
Едге Емиттинг Ласер (ЕЕЛ): Структура која користи површину цепања полупроводника као рефлектор да емитује светлост са површине цепања.
Ласер који емитује површину (СЕЛ): Структура која емитује светлост вертикално са површине полупроводничке подлоге.
Површински емитујући ласер вертикалне шупљине (ВЦСЕЛ): Оптичка резонантна шупљина се формира у вертикалном правцу површине полупроводничке подлоге, а емитовани ласерски сноп је окомит на површину супстрата. Има карактеристике ниске граничне струје, брзе модулације са малом струјом и добре температурне стабилности и широко се користи у оптичким комуникацијама и сензорским пољима.
Ови различити типови ласерских диода имају различите карактеристике и тренутно се користе у широком спектру апликација на основу њихових карактеристика.
Живот ласерских диода
Просечан животни век ласерских диода зависи од радног окружења (радна температура, статички електрицитет, бука из напајања, итд.), и генерално се верује да могу непрекидно да светле око 10,000 сати у нормалним условима (температура кућишта 25 степени). Ако је радна температура висока током употребе, животни век ће бити скраћен, а електростатичко пражњење (ЕСД) такође може изазвати кварове. Поред тога, пренапони и бука коју генерише напајање такође могу оштетити ласерски елемент.
Да би се ласерска диода користила дуже време, мере као што су мере одвођења топлоте као што су хладњаци, довољне антистатичке мере и мере против пренапона, употреба филтера за буку и контрола излаза на минимум могу се ефикасно проширити век трајања.
Светлост коју емитује ласер има велику густину снаге. Ако се неправилно користи, чак и мала количина емисије може нанети штету људском телу, што је веома опасно. Због тога се морају предузети довољне мере безбедности пре употребе.
Наша адреса
Б{0}} Руидинг Мансион, бр. 200 Зхенхуа Рд, Ксиху Дистрицт
Број телефона
0086 181 5840 0345
Е-маил
info@brandnew-china.com
