ساختار و اصل کار دیود لیزر

Dec 20, 2024

پیام بگذارید

دیودهای لیزری (LD) نوعی ژنراتور لیزری هستند که مواد کاری آنها نیمه هادی بوده و لیزرهای حالت جامد هستند. بیشتر دیودهای لیزر از نظر ساختاری مشابه دیودهای عمومی هستند. از آنجایی که دیود لیزر کار می کند، فرآیند تبدیل انرژی الکترون ها فقط شامل دو سطح انرژی است و هیچ اتلاف انرژی ناشی از شکاف باند غیرمستقیم وجود ندارد، بنابراین راندمان نسبتاً بالا است.

پیشرفت تکنولوژی باعث شده است که لیزرها به عنوان ابزار فنی حرفه ای وارد بازارهای متنوع و متنوع شوند. دیودهای لیزر پرکاربردترین فناوری لیزر هستند و دستگاه های نیمه هادی ساده ای هستند. در طول 30 سال گذشته، متوسط ​​قدرت صنعت دیود لیزر به طور قابل توجهی افزایش یافته است، در حالی که میانگین قیمت هر وات به طور تصاعدی کاهش یافته است. در نتیجه، دیودهای لیزری جایگزین برخی از فناوری‌های لیزری و غیر لیزری موجود می‌شوند، در حالی که امکان امکان‌پذیر شدن فناوری‌های نوری جدید را نیز فراهم می‌کنند. زمینه های کاربردی ایجاد شده برای دیودهای لیزری شامل ذخیره سازی داده ها، ارتباطات داده و پمپاژ نوری لیزرهای حالت جامد است. در مقابل، پردازش مواد و سنجش نوری نمونه‌ای از توسعه سریع بخش‌های بازار با بسیاری از کاربردهای نوظهور است.

دیودهای لیزری شامل دیودهای لیزری تک هتروجونکشن (SH)، هتروجونکشن دوگانه (DH) و چاه کوانتومی (QW) می باشند. دیودهای لیزر کوانتومی دارای مزایای جریان آستانه پایین و توان خروجی بالا هستند و محصولات اصلی در بازار هستند. در مقایسه با دیودهای لیزر، دیودهای لیزر دارای مزایای بازده بالا، اندازه کوچک و عمر طولانی هستند. با این حال، توان خروجی آنها کم است، خطی بودن آنها ضعیف است، و تک رنگی آنها خیلی خوب نیست، که کاربرد آنها را در سیستم های تلویزیون کابلی بسیار محدود می کند. نمی تواند سیگنال های آنالوگ چند کاناله و با کارایی بالا را ارسال کند. در ماژول backhaul گیرنده نوری دو طرفه، دیودهای لیزری چاه کوانتومی معمولاً به عنوان منابع نور برای انتقال uplink استفاده می شوند.

یک امیتر لیزری می تواند توان خروجی از میلی وات تا چندین وات را ارائه دهد. هر ساطع کننده لیزر را می توان به تنهایی استفاده کرد، در یک نوار دیود لیزری برای پمپاژ نوری لیزرهای حالت جامد ترکیب کرد یا در یک ماژول دیود لیزر ادغام کرد. گروه برای رفع نیازهای مختلف برنامه

 

دیود لیزر یک جزء لیزر نیمه هادی است که به طور گسترده در ارتباطات فیبر نوری، درمان پزشکی، نمایشگر و تشخیص رادار استفاده می شود. این دارای ساختار ساده، تکنولوژی بالغ، کیفیت بالا و قیمت پایین است و به طور گسترده در تولید صنعتی و تحقیقات علمی استفاده می شود.

ساختار دیود لیزری
 

ساختار دیود لیزر به طور عمده شامل پنج بخش است: منطقه نوع P، منطقه نوع N، منطقه بازتاب نوع P، منطقه بازتاب نوع N و حفره لیزر. در میان آنها، ناحیه نوع P و ناحیه نوع N یک اتصال PN را تشکیل می دهند و ناحیه بازتابی و حفره لیزر ساختارهای نوری هستند.

ناحیه نوع P و ناحیه نوع N بخشی از عملکرد اصلی دیود لیزر هستند و همچنین از عوامل تعیین کننده درخشندگی دیود لیزر هستند. ناحیه نوع P پوزیترون ها را به ناحیه نوع N معرفی می کند و ناحیه نوع N الکترون ها را به منطقه نوع P معرفی می کند. پس از ایجاد اتصال PN، پوزیترون ها و الکترون ها در پیوند PN ترکیب می شوند تا فوتون ها را برای رسیدن به لومینسانس ارسال کنند. به منظور دستیابی به لومینسانس سریع، ناحیه نوع P و ناحیه نوع N باید دارای مواد با کیفیت بالا و فناوری پردازش ظریف باشند.

e21a3f0f53b4d0bb165efbd4fa668bc
 

عملکرد اصلی ناحیه بازتابی نوع P و ناحیه بازتابی نوع N بازتاب لیزر است به طوری که لیزر نسبت موج ایستاده را در حفره لیزر ایجاد می کند. در دیودهای لیزری بازتاب ناحیه انعکاس نوع P و ناحیه بازتاب نوع N متفاوت است. به طور کلی، بازتاب ناحیه انعکاس نوع P بسیار کم است و بازتاب ناحیه بازتاب نوع N بسیار زیاد است. چنین طراحی می تواند لیزر را به طور کامل منعکس کند و در حفره لیزر منتشر کند، تا به انتشار لیزر فیبر تک حالته نسبتاً پایدار برسد.

حفره لیزر مهمترین بخش نوری دیود لیزر است و وظیفه اصلی آن ارائه اثر تقویت فیدبک نوری است. حفره لیزر به طور کلی از بازتابنده هایی تشکیل شده است که یکی از آنها نیمه بازتابنده و دیگری بازتابنده بالا است. حفره نوری تشکیل شده بین این دو بازتابنده می تواند انعکاس مداوم کوانتوم های نور را در حفره لیزر درک کند و در نتیجه اثر تقویت لیزر را افزایش دهد. با تنظیم انعکاس بازتابنده و طول حفره لیزر می توان به انتشار لیزر با طول موج های مختلف نور و توان خروجی دست یافت.

علاوه بر ویژگی‌های ساختاری فوق، دیود لیزر شامل چندین ساختار کمکی مانند الکترودها، بسترها، پنجره‌ها و غیره نیز می‌شود. دیود لیزر

دیود لیزر ساختار فشرده ای دارد، اما هر قسمت از آن نقش حیاتی دارد. تنها زمانی که هر قسمت با هماهنگی کار کند، می توان به انتشار لیزر سریع و نسبتاً پایدار دست یافت. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، ساختار دیودهای لیزر نیز به طور مداوم در حال بهبود و تکمیل است و پشتیبانی بهتری را برای طیف وسیع تری از کاربردها ارائه می دهد.

 

لیزرهای مادون قرمز عموماً در اندازه گیری فاصله، تجهیزات روشنایی، ارتباطات، سلاح های شبیه سازی شده و ... استفاده می شود. هسته لیزر بدون شک دیود لیزر است و قدرت دیود لیزر اندازه توان پالس را تعیین می کند.

اصل کار
 

دیود لیزر نیز ساختار یک دیود معمولی، یعنی ناحیه N، اتصال PN و ناحیه P را دارد. هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو به دیود اعمال می شود، مانع اتصال PN ضعیف می شود و الکترون ها را مجبور می کند از ناحیه N از طریق اتصال PN به ناحیه P و سوراخ هایی از ناحیه P از طریق اتصال PN به داخل تزریق شوند. منطقه N این الکترون‌ها و حفره‌های نامتعادل که در نزدیکی اتصال PN تزریق می‌شوند، دوباره ترکیب می‌شوند و در نتیجه فوتون‌ها ساطع می‌شوند.

با این حال، این فوتون های پرانرژی بر خلاف «تمرکز» لیزرها از نظر زمان و جهت تصادفی هستند. به قول معروف، اتحاد قدرت است. برای ایجاد "یکپارچگی" فوتون ها و تولید نور منسجم با جهت و فاز ثابت، دو شرط باید رعایت شود: 1. الکترون کافی 2. جهت ثابت.

TO9CappedHP
 

بنابراین، اگر یک دیود لیزر نیاز به انتشار لیزر داشته باشد، باید توسط یک جریان پالسی بزرگ تحریک شود، و باید یک ساختار حفره تشدید نوری وجود داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که الکترون ها دارای جهت ثابت هستند. این اصل ساده دیود لیزر است.

 

تماس با ما

آدرس ما

B{0}} عمارت رویدینگ، خیابان ژنهوا شماره 200، منطقه شیهو

شماره تلفن

0086 181 5840 0345

ایمیل

info@brandnew-china.com

modular-1