Otthon > hírek > Ipari hírek

A lézerdióda működési elve

2021-07-14

Mielőtt a lézerdiódáról beszélnénk, először meg kell értenünk a stimulált sugárzást. A fénysugárzásban három sugárzási folyamat van,

I: a nagy energiájú állapotból az alacsony energiájú állapotba való spontán átmenetet spontán emissziónak nevezzük;

II: a nagy energiájú részecskék alacsony energiájú állapotba való átmenete külső fény gerjesztése hatására, amit stimulált sugárzásnak nevezünk;

III: az alacsony energiájú állapotban lévő részecskék által elnyelt külső fény energiájából a nagy energiájú állapotba való átmenet, amit stimulált abszorpciónak nevezünk.

Spontán emisszió: ha két részecske egyidejűleg egy bizonyos nagyenergiájú állapotból alacsony energiájú állapotba megy is át, az általuk kibocsátott fény fázisa, polarizációs állapota és emissziós iránya eltérő lehet, de a stimulált emisszió eltérő. . Amikor a nagyenergiájú részecskéket idegen fotonok gerjesztik, kisenergiájú állapotba mennek át, és olyan fényt bocsátanak ki, amely frekvencia, fázis és polarizációs állapot tekintetében pontosan megegyezik az idegen fotonokkal.

A lézerben a sugárzás stimulált sugárzás, és az általa kibocsátott lézer frekvenciában, fázisában, polarizációs állapotában és így tovább.

Bármilyen stimulált lumineszcenciarendszerben létezik stimulált sugárzás és stimulált abszorpció. Csak akkor, ha a stimulált sugárzás domináns, a külső fény felerősíthető lézerkibocsátásra. Általában azonban a fényforrásoknál a stimulált abszorpció a domináns. Csak akkor lehet lézert kibocsátani, ha a részecskék egyensúlyi állapota megszakad, és a nagyenergiájú részecskék száma nagyobb, mint az alacsony energiájú állapotban (ezt a helyzetet ionszám-inverziónak nevezik).

A lézerdióda elve és felépítése

A lézerdióda fizikai felépítése az, hogy a fénykibocsátó dióda csomópontjai közé egy fotoaktivitású félvezető réteget helyeznek el. Polírozás után a félvezető homlokfelülete részleges visszaverő funkcióval rendelkezik, így optikai rezonáns üreget képez.

Előfeszítés esetén a LED átmenet fényt bocsát ki és kölcsönhatásba lép az optikai rezonátorral, ami tovább gerjeszti a csomópontból kibocsátott egyetlen hullámhosszú fényt. A fény fizikai tulajdonságai az anyaghoz kapcsolódnak.

A lézerdióda elve -- működési elve

A kristálydióda egy p-n átmenet, amelyet p-típusú félvezető és n-típusú félvezető alkot. Az interfész mindkét oldalán tértöltésréteget alakítanak ki, és egy saját építésű lézerdióda elektromos mezőt építenek ki.

Ha nincs rákapcsolt feszültség, akkor a p-n átmenet mindkét oldalán a hordozókoncentráció-különbség okozta diffúziós áram megegyezik a saját felépítésű elektromos tér által okozott sodródó árammal, tehát elektromos egyensúlyi állapotban van.

Pozitív feszültségeltolódás esetén a külső elektromos tér és a saját építésű elektromos tér elnyomja egymást, és növeli a hordozó diffúziós áramát, ami pozitív áramot eredményez.

Fordított feszültség előfeszítés esetén a külső elektromos mező és a saját felépítésű elektromos mező tovább erősödik, hogy egy fordított I0 telítési áramot képezzenek, amely független a fordított előfeszítő feszültségtől egy bizonyos fordított feszültségtartományban.

Ha az alkalmazott fordított feszültség bizonyos mértékig magas, az elektromos térerősség a pn átmenet tértöltési rétegében eléri a kritikus értéket, ami a hordozók sokszorozódását, nagyszámú elektronlyukpárt és nagyszámú fordított irányú folyamatot eredményez. áttörési áram, amit diódaletörési jelenségnek neveznek.

A lézerdióda elve – hogyan lehet észlelni

I: ellenállásmérési módszer: távolítsa el a lézerdiódát, és használja a multimétert R × 1K vagy R × Az előre és hátrameneti ellenállásértékek mérése 10K sebességfokozatban történik. Normál körülmények között az előremenő ellenállás 20 ~ 40K Ω, a fordított ellenállás pedig ∞ (végtelen). Ha a mért előremenő ellenállás értéke meghaladja az 50K Ω-t, a lézerdióda teljesítménye csökkent. Ha a mért előremenő ellenállás nagyobb, mint 90K Ω, akkor a dióda súlyosan elöregedett és nem használható tovább.

II: árammérési módszer: multiméterrel mérje meg a feszültségesést a lézerdióda meghajtó áramkörében a terhelésellenállás mindkét végén, majd becsülje meg a csövön áthaladó áramértéket Ohm törvénye szerint. Ha az áramerősség meghaladja a 100 mA-t, ha a lézerteljesítmény-potenciométert beállítják, és az áramerősségnek nincs nyilvánvaló változása, akkor a lézerdióda súlyos elöregedése megítélhető. Ha az áramerősség erősen megnövekszik és nem szabályozható, a lézerdióda optikai rezonátora megsérül.