激光二极管的结构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。图2为日本三洋公司的红光半导体激光二极管的结构。图3为小功率激光管剖视图,由图可见,激光芯片贴在用来散热的热沉上,在管座上靠近激光芯片下部封有PIN光电二极管图4为普通激光二极管的外形,由图可见,小功率激光管有三条引脚,这是因为在管内还封装有一个光电二极管,用于监控激光管工作电流。3.半导体激光二极管的常用参数有:(1)波长:即激光管工作波长,目前可作光电开关用的激光管波长有635nm650nm70nm690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等(2)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,其值由于激光二极管温度升高将增大流过它的电流值,必须采用必要的散热措施,保证工作在一定的温度范围之内。江苏激光二极管平台
LD是激光二极管的英文缩写,激光二极管的物理架构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体,其端面经过抛光后具有部分反射功能,因而形成一光谐振腔。在正向偏置的情况下,LED结发射出光来并与光谐振腔相互作用,从而进一步激励从结上发射出单波长的光,这种光的物理性质与材料有关。半导体雷射二极管的工作原理,理论上与气体雷射器相同。激光二极管在电脑上的CD光驱,激光印表机中的列印头等小功率光电装置中得到了广阔的应用。二者在原理、架构、效能上的差别。(1)在工作原理上的差别: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。(2)在架构上的差别:LD有光学谐振腔,使产生的光子在腔内振荡放大,LED没有谐振腔。(3)效能上的差别:LED没有临界值特徴,光谱密度比LD高几个数量级,LED汇出光功率小,发散角**规模激光二极管生产厂家激光二极管发射的激光有可能对人眼造成伤害。
半导体激光二极管的基本结构:垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔,它们可以是半导体晶体的解理面,也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作用。半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结的非平衡电子和空穴将会发生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下:[1]λ=hc/Eg⑴式中:h—普朗克常数;c—光速;Eg—半导体的禁带宽度。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
激光器一般用在医学,***的方面,属于高科技产品二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大.正因为二极管具有上述特性,电路中常把它用在整流、稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是加反向电压击穿后,其两端的电压基本保持不变.而整流二极管反向击穿后就损坏了.这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变.稳压二极管用来稳压或在串联电路中作基准电压整流二极管和稳压二极管都是PN半导体器件.所不同的是整流二极管用的是单向导电性.稳压二极管是利用了其反向特性.在电路中反向联接.在较高温度下工作,会增大阀值电流,较低转化频率,加速器件的老化。
激光二极管包括单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低,输出功率高的优点,是市场应用的主流产品。同激光器相比,激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点,但其输出功率小,线性差、单色性不太好,使其在有线电视系统中的应用受到很大限制,不能传输多频道,高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中,上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。单个激光发射器提供的功率输出范围可以从毫瓦到几瓦。每个激光发射器既可单独使用,也能组合成激光二极管条,用于固态激光器的光泵浦,或集成到激光二极管模组中,满足各种应用需求。新特光电的分高功率激光二极管产品提供丰富的波长选择(覆盖760nm-2800nm)以及多种封装规格(TO-3,TO-5,Butterfly等),并可根据具体应用要求提供波长及封装定制服务。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。黑龙江激光二极管的作用
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。江苏激光二极管平台
VCSEL采用三明治式结构,其中间只有20nm、1--3层的QW增益区,上、下各层是由多层外延生长薄膜形成的高反射率为100%的布拉格反射层,由此构成谐振腔。相干性极高的激光束***从其顶部激射出。多家厂商有1550nm低损耗窗口与低色散的可调谐VCSEL样品展示。1310nm的产品预计在今后1--2年内上市。可调谐的典型器件是将一只普通980nmVCSEL与微光机电系统的反射腔集成组合,由曲形顶镜、增益层、反射底镜等构成可产生中心波长为1550nm的可调谐结构,用一个静电控制电压将位于支撑薄膜上的顶端反射镜定位,改变控制电压就可调整谐振腔体间隙尺寸,从而达到调整输出波长的目的。在1528--1560nm范围连续可调谐43nm,经过2.5Gb/s传输500km实验无误码,边模抑制优于50dB。如果发射波长在1310--1550nm之间的VCSEL能够商业化生产,将会进一步促进光通信发展,使光网络更加靠近家庭。已有许多公司公布了这种波长的VCSEL原型机的一些技术数据。江苏激光二极管平台
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