Bahay > Balita > Balita sa Industriya

Pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho ng laser diode

2021-07-14

Bago natin pag-usapan ang tungkol sa laser diode, dapat muna nating maunawaan ang stimulated radiation. Mayroong tatlong proseso ng radiation sa light radiation,

I: ang kusang paglipat mula sa estado ng mataas na enerhiya patungo sa estado ng mababang enerhiya ay tinatawag na kusang paglabas;

II: ito ay ang paglipat ng mga particle sa estado ng mataas na enerhiya sa estado ng mababang enerhiya sa ilalim ng paggulo ng panlabas na liwanag, na tinatawag na stimulated radiation;

III: ito ay ang paglipat mula sa enerhiya ng panlabas na liwanag na hinihigop ng mga particle sa mababang estado ng enerhiya patungo sa mataas na estado ng enerhiya, na tinatawag na stimulated absorption.

Kusang paglabas: kahit na ang dalawang particle ay lumipat mula sa isang tiyak na mataas na enerhiya na estado sa isang mababang-enerhiya na estado sa parehong oras, ang yugto, estado ng polariseysyon at direksyon ng paglabas ng liwanag na ibinubuga ng mga ito ay maaaring magkaiba, ngunit ang stimulated na paglabas ay iba. . Kapag ang mga particle sa high-energy state ay nasasabik ng mga dayuhang photon, lumilipat sila sa isang mababang-enerhiya na estado, at naglalabas ng liwanag na eksaktong kapareho ng mga dayuhang photon sa mga tuntunin ng frequency, phase at polarization state.

Sa laser, ang radiation ay pinasigla ng radiation, at ang laser na ibinubuga nito ay eksaktong pareho sa dalas, yugto, estado ng polariseysyon at iba pa.

Mayroong parehong stimulated radiation at stimulated absorption sa anumang stimulated luminescence system. Tanging kapag nangingibabaw ang stimulated radiation, ang panlabas na liwanag ay maaaring palakasin upang maglabas ng laser. Gayunpaman, sa mga pangkalahatang pinagmumulan ng liwanag, nangingibabaw ang stimulated absorption. Tanging kapag ang estado ng balanse ng mga particle ay nasira at ang bilang ng mga particle sa mataas na enerhiya na estado ay mas malaki kaysa doon sa mababang-enerhiya na estado (ang sitwasyong ito ay tinatawag na ion number inversion) ang laser ay maaaring ilabas.

Prinsipyo at istraktura ng laser diode

Ang pisikal na istraktura ng laser diode ay ang paglalagay ng isang layer ng semiconductor na may photoactivity sa pagitan ng mga junction ng light-emitting diode. Pagkatapos ng buli, ang dulong mukha ng semiconductor ay may bahagyang pag-andar ng pagmuni-muni, kaya bumubuo ng isang optical resonant na lukab.

Sa kaso ng forward bias, ang LED junction ay naglalabas ng liwanag at nakikipag-ugnayan sa optical resonator, na higit na nagpapasigla sa nag-iisang wavelength na ilaw na ibinubuga mula sa junction. Ang mga pisikal na katangian ng liwanag ay nauugnay sa materyal.

Prinsipyo ng laser diode -- prinsipyo ng pagtatrabaho

Ang crystal diode ay isang p-n junction na nabuo ng p-type semiconductor at n-type semiconductor. Ang isang space charge layer ay nabuo sa magkabilang panig ng interface, at isang self built laser diode electric field ay binuo.

Kapag walang inilapat na boltahe, ang diffusion current na dulot ng pagkakaiba ng konsentrasyon ng carrier sa magkabilang panig ng p-n junction ay katumbas ng drift current na dulot ng self built electric field, kaya nasa isang electrical equilibrium state.

Kapag may positibong boltahe na bias, ang panlabas na electric field at ang self built na electric field ay pinipigilan ang isa't isa at pinapataas ang carrier diffusion current, na nagreresulta sa positibong kasalukuyang.

Kapag mayroong reverse voltage bias, ang panlabas na electric field at ang self built electric field ay higit na pinalalakas upang bumuo ng reverse saturation current I0 na hindi nakasalalay sa reverse bias na boltahe sa isang tiyak na hanay ng reverse boltahe.

Kapag ang inilapat na reverse boltahe ay mataas sa isang tiyak na lawak, ang lakas ng electric field sa space charge layer ng pn junction ay umabot sa kritikal na halaga, na nagreresulta sa proseso ng pagpaparami ng mga carrier, isang malaking bilang ng mga pares ng electron hole at isang malaking bilang ng reverse kasalukuyang breakdown, na tinatawag na diode breakdown phenomenon.

Prinsipyo ng laser diode -- kung paano tuklasin

I: paraan ng pagsukat ng paglaban: tanggalin ang laser diode at gamitin ang multimeter R × 1K o R × Ang mga halaga ng pasulong at reverse resistance ay sinusukat sa 10K na gear. Sa normal na kondisyon, ang forward resistance ay 20 ~ 40K Ω, at ang reverse resistance ay ∞ (infinity). Kung ang sinusukat na forward resistance value ay lumampas sa 50K Ω, ang pagganap ng laser diode ay bumaba. Kung ang sinusukat na forward resistance ay mas malaki sa 90K Ω, ang diode ay seryoso na at hindi na magagamit.

II: kasalukuyang paraan ng pagsukat: gumamit ng multimeter upang sukatin ang pagbaba ng boltahe sa magkabilang dulo ng risistor ng pagkarga sa circuit ng pagmamaneho ng laser diode, at pagkatapos ay tantiyahin ang kasalukuyang halaga sa pamamagitan ng tubo ayon sa batas ng Ohm. Kapag ang kasalukuyang ay lumampas sa 100mA, kung ang laser power potentiometer ay nababagay at ang kasalukuyang ay walang malinaw na pagbabago, ang malubhang pagtanda ng laser diode ay maaaring hatulan. Kung ang kasalukuyang pagtaas nang husto at wala sa kontrol, ang optical resonator ng laser diode ay nasira.