主页   电子元器件  二极管

一月 5 2021

激光二极管的原理与结构


目录

1.工作原理
2.内部结构

  激光二极管是上世纪60年代发明的一种光源半导体激光器,又称镭射管(Laser Diode)。LASER是取"Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(基于受激发射的光放大)"的首字母组成的缩写单词,通常简称为LD。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。由于可产生波长及相位等性质完全一样的光,因此相干性高是其最大特点。下面来看看其的原理与结构:

激光二极管

激光二极管

  1.工作原理

  如图1所示,激光二极管中的P-N结由两个掺杂的砷化镓层形成。它有两个平端结构,平行于一端镜像(高度反射面)和一个部分反射。要发射的光的波长与连接处的长度正好相关。当P-N结由外部电压源正向偏置时,电子通过结而移动,并像普通二极管那样重新组合。当电子与空穴复合时,光子被释放。这些光子撞击原子,导致更多的光子被释放。随着正向偏置电流的增加,更多的电子进入耗尽区并导致更多的光子被发射。最终,在耗尽区内随机漂移的一些光子垂直照射反射表面,从而沿着它们的原始路径反射回去。

  反射的光子再次从结的另一端反射回来。光子从一端到另一端的这种运动连续多次。在光子运动过程中,由于雪崩效应,更多的原子会释放更多的光子。这种反射和产生越来越多的光子的过程产生非常强烈的激光束。在上面解释的发射过程中产生的每个光子与在能级,相位关系和频率上的其他光子相同。因此,发射过程给出单一波长的激光束。为了产生一束激光,必须使激光二极管的电流超过一定的阈值电平。低于阈值水平的电流迫使二极管表现为LED,发出非相干光。

激光二极管原理图

  图1 激光二极管原理图

  简单来说,如图2所示,利用注入电流产生的光在2片镜片之间往返放大,直至激光振荡。因此,激光二极管也可以说成是一个通过反射镜将光放大的发光LED。

激光二极管的发光示意图

  图2 激光二极管的发光示意图

  2.内部结构

  以当前市面上最常见这种激光二极管实物为例,说明一下激光二极管的大致构造情况:

激光二极管内部结构图

  图3 激光二极管内部结构图

  由图3可见,激光二极管LASER内包括四个部分:第一部分是激光发射部分(可用LD表示),它的作用是发射激光;第二部分是光电二极管,是激光的接收反馈器(可用PD表示),它的作用是接收、监测LD发出的激光(当然,若不需监测LD的输出,PD部分则可不用),此外这两个部分还要一个共用公共电极。因此,通常激光二极管有三个电极;第三部分是玻璃盖片做的镜头,其作用是防尘还有谐振腔的用途;第四部分是金属外壳,主要固定、屏蔽外界干扰信号和散热的作用。

  以上就是激光二极管的原理与结构介绍了。由于激光二极管发射的激光有可能对人眼造成伤害,所以二极管在工作时,严禁直接注视其端面,不能透过镜片直视激光,也不能透过反视镜观察激光。

订购与质量

图片 产品型号 品牌 描述 数量 价格
(USD)
XC4VLX40-10FFG1148C XC4VLX40-10FFG1148C Company:Xilinx Remark:产品型号:XC4VLX40-10FFG1148C 描述:IC FPGA 640 I/O 1148FCBGA 分类:集成电路(IC),嵌入式FPGA(现场可编程门阵列) 生产厂家:Xilinx公司 系列:Virtex®-4 LX 部分状态:活性 In Stock:On Order
Inquiry
Price:call Inquiry
TPS63001DRCR TPS63001DRCR Company:Texas Instruments Remark:产品型号:TPS63001DRCR 描述:IC REG BCK BST 3.3V 1.6A 10VSON 分类:集成电路(IC),PMIC-稳压器-DC DC开关稳压器 制造商:德州仪器 打包:切割带(CT) 零件状态:活性 In Stock:On Order
Inquiry
Price:call Inquiry
XC7K325T-1FF900I XC7K325T-1FF900I Company:Xilinx Remark:产品型号:XC7K325T-1FF900I 描述:IC FPGA 500 I/O 900FCBGA 分类:集成电路(IC),嵌入式FPGA(现场可编程门阵列) 生产厂家:Xilinx公司 系列:Kintex®-7 部分状态:活性 In Stock:On Order
Inquiry
Price:call Inquiry
CDCM7005RGZT CDCM7005RGZT Company:Texas Instruments Remark:产品型号:CDCM7005RGZT 描述:IC CLK同步/抖动清除器48VQFN 分类:集成电路(IC),时钟/计时-时钟发生器,PLL,频率合成器 制造商:德州仪器 打包:卷带式(TR) 电压-电源:3V〜3.6V In Stock:On Order
Inquiry
Price:call Inquiry
P4080NSE1PNB P4080NSE1PNB Company:NXP Semiconductors Remark:P4080NSE1PNB多核处理器多核处理器是QorlQ P4平台系列中的第一款产品,在30瓦以下功率类别中提供很好的性能。它结合了八个PowerArchitecture e500mccore,工作频率高达1.5GHz,具有高性能数据路径加速逻辑,以及网络vO和其他外设总线接口。该器件采用45nm技术,旨在提供高性能的下一代网络服务。 In Stock:On Order
Inquiry
Price:call Inquiry

相关文章

  • 基于恒电流二极管的LED驱动电路设计 ...
    当前LED照明正逐渐兴起,其具有体积小、功耗低、寿命长、节能环保无污染等特征。LED是电流驱动器件,其亮度与正向电流成正比,为保证LED发光高效均匀、LED驱动源应为恒电流输出。而...
  • 雪崩二极管的工作原理 ...
    雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离,和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件;在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。雪崩二极管常被应用于微波领域的振荡电路中,那...
  • 稳压二极管的工作原理 ...
    稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。稳压二极管主要被作为稳压...
  • 二极管正负极的判断及命名规则 ...
    二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。很久以前,人们热衷于装配一种矿石收音机来收听无线电广播,这种矿石后来就被做成了晶体二极管。二极管是一种具有单向导电的二端器件,有电子二极管和...
  • 开关二极管的工作原理及电路图 ...
    在查看电子元器件时,很容易忽略不起眼的二极管,它们没有隧道、Gunn、变容二极管、齐纳二极管和雪崩二极管,甚至LED中的任何特殊部件,相反,它们只是电流的单向阀。以一种方式将它们连...
  • 二极管整流电路的原理图 ...
    整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电,这就是交流电的整流过程,整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含...

0 条评论

留言

您的邮箱地址不会被公布

 
 
   
评分: