พารามิเตอร์ หลักการ และการประยุกต์ของเลเซอร์ไดโอด

หลักการทำงานของไดโอดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในทางทฤษฎีนั้นเหมือนกับของเลเซอร์แก๊ส
เลเซอร์ไดโอดโดยพื้นฐานแล้วคือไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ ขึ้นอยู่กับว่าวัสดุจุดแยก PN เหมือนกันหรือไม่ เลเซอร์ไดโอดสามารถแบ่งออกเป็นไดโอดเลเซอร์แบบแยกแบบโฮโมจังค์ชั่น, แยกแบบแยกเดี่ยว (SH), แยกแบบแยกคู่ (DH) และแบบเลเซอร์ไดโอดควอนตัมหลุม (QW) เลเซอร์ไดโอดควอนตัมหลุมมีข้อดีคือกระแสไฟเกณฑ์ต่ำและกำลังเอาต์พุตสูง และปัจจุบันเป็นผลิตภัณฑ์กระแสหลักในตลาด เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์ เลเซอร์ไดโอดมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง ขนาดเล็ก และอายุการใช้งานยาวนาน อย่างไรก็ตาม กำลังเอาท์พุตมีน้อย (โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 2mW) ความเป็นเส้นตรงไม่ดี และเอกรงค์เดียวไม่ดีมาก ซึ่งทำให้การใช้งานในระบบเคเบิลทีวีจำกัด มีข้อจำกัดมาก ไม่สามารถส่งสัญญาณอะนาล็อกประสิทธิภาพสูงแบบหลายช่องสัญญาณได้ ในโมดูล backhaul ของตัวรับแสงแบบสองทิศทาง โดยทั่วไปแล้วไดโอดเลเซอร์ควอนตัมหลุมจะใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการส่งผ่านอัปลิงค์

เลเซอร์ไดโอดเอสเซ้นส์
เลเซอร์ไดโอดโดยพื้นฐานแล้วคือไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ ขึ้นอยู่กับว่าวัสดุจุดแยก PN เหมือนกันหรือไม่ เลเซอร์ไดโอดสามารถแบ่งออกเป็นไดโอดเลเซอร์แบบแยกแบบโฮโมจังค์ชั่น, แยกแบบแยกเดี่ยว (SH), แยกแบบแยกคู่ (DH) และแบบเลเซอร์ไดโอดควอนตัมหลุม (QW) เลเซอร์ไดโอดควอนตัมหลุมมีข้อดีคือกระแสไฟเกณฑ์ต่ำและกำลังเอาต์พุตสูง และปัจจุบันเป็นผลิตภัณฑ์กระแสหลักในตลาด เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์ เลเซอร์ไดโอดมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง ขนาดเล็ก และอายุการใช้งานยาวนาน อย่างไรก็ตาม กำลังเอาท์พุตมีน้อย (โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 2mW) ความเป็นเส้นตรงไม่ดี และเอกรงค์เดียวไม่ดีมาก ซึ่งทำให้การใช้งานในระบบเคเบิลทีวีจำกัด มีข้อจำกัดมาก ไม่สามารถส่งสัญญาณอะนาล็อกประสิทธิภาพสูงแบบหลายช่องสัญญาณได้ ในโมดูล backhaul ของตัวรับแสงแบบสองทิศทาง โดยทั่วไปแล้วไดโอดเลเซอร์ควอนตัมหลุมจะใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการส่งผ่านอัปลิงค์

โครงสร้างพื้นฐานของไดโอดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ดังแสดงในรูป ระนาบขนานคู่ที่ตั้งฉากกับจุดเชื่อมต่อ PN ก่อให้เกิดช่องเรโซแนนซ์ Fabry-Perot อาจเป็นระนาบรอยแยกของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์หรือระนาบขัดเงา สองด้านที่เหลือค่อนข้างหยาบเพื่อกำจัดเอฟเฟกต์เลเซอร์ในทิศทางอื่นยกเว้นทิศทางหลัก

ในการใช้งานเฉพาะ จุดเชื่อมต่อ PN ของเลเซอร์ไดโอดจะถูกสร้างขึ้นโดยแกลเลียมอาร์เซไนด์ที่เจือสองชั้น มีโครงสร้างปลายแบน 2 โครงสร้าง ด้านหนึ่งมีกระจกขนานกับส่วนท้าย (พื้นผิวสะท้อนแสงสูง) และอีกด้านสะท้อนแสงบางส่วน ความยาวคลื่นของแสงที่จะปล่อยออกมานั้นสัมพันธ์กับความยาวของข้อต่อทุกประการ เมื่อจุดเชื่อมต่อ PN มีความเอนเอียงไปข้างหน้าโดยแหล่งแรงดันไฟฟ้าภายนอก อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านจุดเชื่อมต่อและรวมตัวกันใหม่เหมือนไดโอดปกติ เมื่ออิเล็กตรอนรวมตัวกันเป็นรู โฟตอนจะถูกปล่อยออกมา โฟตอนเหล่านี้ชนอะตอม ทำให้โฟตอนถูกปล่อยออกมามากขึ้น เมื่อกระแสอคติไปข้างหน้าเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนจะเข้าสู่บริเวณพร่องมากขึ้น และทำให้โฟตอนถูกปล่อยออกมามากขึ้น

เลเซอร์ไดโอดที่ใช้กันทั่วไปมีอยู่สองตัว: โฟโตไดโอด 1PIN เมื่อได้รับพลังงานแสงและสร้างโฟโตปัจจุบัน ก็จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนควอนตัม photo โฟโตไดโอดถล่ม ให้การขยายเสียงภายในและสามารถส่งได้ไกลกว่าโฟโตไดโอด PIN แต่มีสัญญาณรบกวนควอนตัมมากกว่า เพื่อให้ได้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ดี จะต้องเชื่อมต่อปรีแอมพลิฟายเออร์สัญญาณรบกวนต่ำและแอมพลิฟายเออร์หลักไว้ด้านหลังอุปกรณ์ตรวจจับแสง

พารามิเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปของไดโอดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์คือ:
(1) ความยาวคลื่น: นั่นคือความยาวคลื่นในการทำงานของหลอดเลเซอร์ ในปัจจุบัน ความยาวคลื่นของหลอดเลเซอร์ที่สามารถใช้เป็นสวิตช์โฟโตอิเล็กทริค ได้แก่ 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm เป็นต้น

(2) กระแส Threshold Ith: นั่นคือกระแสที่หลอดเลเซอร์เริ่มสร้างการสั่นของเลเซอร์ สำหรับหลอดเลเซอร์กำลังต่ำทั่วไป มีค่าประมาณสิบมิลลิแอมป์ กระแสไฟเริ่มต้นของหลอดเลเซอร์ที่มีโครงสร้างหลุมควอนตัมหลายอันที่เครียดสามารถต่ำได้ถึง 10mA ต่อไปนี้

(3) กระแส Iop ที่ใช้งาน: นั่นคือกระแสขับเมื่อหลอดเลเซอร์ถึงกำลังเอาท์พุตที่กำหนด ค่านี้มีความสำคัญสำหรับการออกแบบและการดีบักวงจรขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์

(4) มุมความแตกต่างในแนวตั้ง θ⊥: มุมที่แถบเรืองแสงของเลเซอร์ไดโอดเปิดในทิศทางตั้งฉากกับทางแยก PN โดยทั่วไปประมาณ 15 องศา ~ 40 องศา

(5) มุมที่แตกต่างในแนวนอน θ∥: มุมที่แถบส่องสว่างของเลเซอร์ไดโอดเปิดในทิศทางขนานกับทางแยก PN โดยทั่วไปประมาณ 6 องศา ~ 10 องศา

(6) การตรวจสอบกระแส Im: นั่นคือกระแสที่ไหลผ่านท่อ PIN เมื่อหลอดเลเซอร์อยู่ที่กำลังเอาต์พุตที่กำหนด

ในชีวิตจริง เลเซอร์ไดโอดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิทยาการสารสนเทศ เช่น การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง การจัดเก็บดิสก์แบบออปติคัล การพิมพ์และการคัดลอก และวิทยาความงามทางการแพทย์ สำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน การเลือกจะต้องรวมกับพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักๆ ซึ่งรวมถึงความยาวคลื่น กำลังเอาต์พุต กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน แรงดันไฟฟ้าในการทำงาน ฯลฯ นอกจากนี้ เลเซอร์ไดโอดยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์พลังงานต่ำ เช่น ออปติคอลดิสก์ไดรฟ์บนคอมพิวเตอร์และการพิมพ์ หัวในเครื่องพิมพ์เลเซอร์

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะปฏิบัติตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด