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二極管激光器
鎖定
二極管激光器中的P-N結由兩個摻雜的砷化鎵層形成。它有兩個平端結構,平行於一端鏡像(高度反射面)和一個部分反射。
- 中文名
- 二極管激光器
- 應用領域
- 工業工程
二極管激光器原理
激光二極管中的P-N結由兩個摻雜的砷化鎵層形成。它有兩個平端結構,平行於一端鏡像(高度反射面)和一個部分反射。要發射的光的波長與連接處的長度正好相關。當P-N結由外部電壓源正向偏置時,電子通過結而移動,並像普通二極管那樣重新組合。當電子與空穴複合時,光子被釋放。這些光子撞擊原子,導致更多的光子被釋放。隨着正向偏置電流的增加,更多的電子進入耗盡區並導致更多的光子被髮射。最終,在耗盡區內隨機漂移的一些光子垂直照射反射表面,從而沿着它們的原始路徑反射回去。反射的光子再次從結的另一端反射回來。光子從一端到另一端的這種運動連續多次。在光子運動過程中,由於雪崩效應,更多的原子會釋放更多的光子。這種反射和產生越來越多的光子的過程產生非常強烈的激光束。在上面解釋的發射過程中產生的每個光子與在能級,相位關係和頻率上的其他光子相同。因此,發射過程給出單一波長的激光束。為了產生一束激光,必須使激光二極管的電流超過一定的閾值電平。低於閾值水平的電流迫使二極管表現為LED,發出非相干光。
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二極管激光器分類
激光二極管本質上是一個半導體二極管,按照P-N結材料是否相同,可以把激光二極管分為同質結、單異質結(SH)、雙異質結(DH)和量子阱(QW)激光二極管。量子阱激光二極管具有閾值電流低,輸出功率高的優點,是市場應用的主流產品。作為元件材料,使用AlGaAs、InGaAlP、InGaN、ZnO等化合物半導體,由於LSI及Tr、Di等使用的Si躍遷概率(電流轉變為光的概率)較差,因此不適用於激光二極管。
二極管激光器主要技術參數
①波長:即激光管工作波長,可作光電開關用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。
②閾值電流:即激光管開始產生激光振盪的電流,對一般小功率激光管而言,其值約在數十毫安,具有應變多量子阱結構的激光管閾值電流可低至10mA以下。
③工作電流:即激光管達到額定輸出功率時的驅動電流,此值對於設計調試激光驅動電路較重要。
④工作電壓:是發出規定的光輸出時需要的正向電壓。
⑤光輸出功率:最大允許的瞬時光學功率輸出。這適用於連續或脈衝操作模式。