Лазердың негізгі бөлігі не?

Лазердың негізгі диоды не?

Лазердиодының анықтамасы

Лазердиод - бұл электр тока менен жүктелгенде лазер жарықты жасай алатын диод. Ол p-n байланысқа және оның арасындағы нейтраль қабатпен қамтамасыз етілетін, p-i-n құрылымын құрайды. Нейтраль қабат - бұл электрондар мен дыркалардың біріккенде жарық пайда болатын активті аймақ.

P-типті және n-типті аймақтар көпшіліктермен қосылатын қосулықтармен қамтамасыз етілетін, ал нейтраль қабат қосулықсыз немесе аз қосулықпен қамтамасыз етілетін, оптикалық қозғалту үшін. Нейтраль қабаттың ұштарына отыратын материалдар қосылатын, біреуі толық отыратын, біреуі жеңіл отыратын, оптикалық камераны құрайтын, жарықты сақтау және стимулді шығысқа қалыптастыру үшін.

Стимулді шығыс, келе жатқан фотон әрекеттенген электронды төмен энергия деңгейіне түсіріп, келе жатқан фотонға тең фазада, поляризацияда және бағытта басқа фотонды шығаратында пайда болады. Сондықтан, камера ішіндегі фотондар саны экспоненциалық түрде өсетін, біріккен жарық пучок арқылы шығады.

Лазер жарықтың доңғалағы полупроводник материалының зоналық аралығы мен оптикалық камераның ұзындығына байланысты өзгереді, инфракызылдан ультрафиолетке дейінгі электромагниттік спектр бойынша шығыс мүмкіндігін береді.

Ис жүзіндегі механизм

Лазердиод p-n байланысына алдыңғы крен напруганы қолдану арқылы жұмыс істейді, бұл устройствонан ток ағып өтеді. Ток n-типті аймақтан электрондарды, p-типті аймақтан дыркаларды нейтраль қабатқа эмиттеп, алар біріккенде фотондар түрінде энергия шығаратын.

Бұл фотондардың біреулері рандомды бағыттарда, басқаларының барлық фотондармен фазада шығуға стимулданады. Стимулданған фотондар камераның отыратын ұштарында сақталып, бірнеше стимулданған шығуға әкеледі және артықшылық электрондар санынан төмен электрондар санына қалыптастырады.

Артықшылық деңгейі ең жоғары деңгейге жеткенде, стабильді лазер шығыс жетілдіреді, бұл стимулданған шығудың құбылысы фотондардың жою құбылысына тең болады. Лазердиодтың шығыс күші входящий токқа және устройство үздігіне байланысты.

Шығыс күші устройство температурасына байланысты; жоғары температура үздігін төмендетеді және ең жоғары токты жоғарылатын, сондықтан оптималды жұмыс істеу үшін соңыту жүйелері қажет.

Лазердиодтар түрлері

Лазердиодтар құрылымы, қызмет етілу режимі, доңғалақ, шығыс күші және қолданыс бойынша түрленеді. Ең көп кездесетін түрлер:

• Бір мода лазердиодтар

• Көптеген мода лазердиодтар

• Мастер осциллятор күш амплитудасы (MOPA) лазердиодтар

• Диодты вертикальды камераны поверхностьден шығару (VCSEL)

• Таратылған қайта қабылдау (DFB) лазердиодтар

• Сыртқы камералы диод лазерлер (ECDLs)

Лазердиодтардың қолданылуы

• Оптикалық сақтау

• Оптикалық хабарлау

• Оптикалық сканирование

• Оптикалық сенсорика

• Оптикалық көрінетін

• Оптикалық хирургия

Лазердиодтардың артықшылықтары

• Кішкентай өлшем

• Төмен энергия құбылысы

• Жоғары үздік

• Узақ мерзімді

• Көптеген қолданылу

Лазердиодтардың жетістіктері

• Температуралық сезімдер

• Оптикалық қайта қабылдау

• Мода қашы

• Бағыт

Қорытынды

Лазердиод - бұл стимулданған шығу арқылы кохерентті жарықты жасайтын полупроводниковый прибор. Ол LED-ге (жарық құрастыру диоды) ұқсас, бірақ құрамы қызықрақ және жауап уақыты тезірек.

Лазердиод p-n байланысына және оның арасындағы нейтраль қабатпен қамтамасыз етілетін, p-i-n құрылымын құрайды. Нейтраль қабат - бұл электрондар мен дыркалардың біріккенде жарық пайда болатын активті аймақ.

Лазердиод p-n байланысына алдыңғы крен напруганы қолдану арқылы жұмыс істейді, бұл устройствонан ток ағып өтеді. Ток n-типті аймақтан электрондарды, p-типті аймақтан дыркаларды нейтраль қабатқа эмиттеп, алар біріккенде фотондар түрінде энергия шығаратын.

Бұл фотондардың біреулері рандомды бағыттарда, басқаларының барлық фотондармен фазада шығуға стимулданады. Стимулданған фотондар камераның отыратын ұштарында сақталып, бірнеше стимулданған шығуға әкеледі және артықшылық электрондар санынан төмен электрондар санына қалыптастырады.

Артықшылық деңгейі ең жоғары деңгейге жеткенде, стабильді лазер шығыс жетілдіреді, бұл стимулданған шығудың құбылысы фотондардың жою құбылысына тең болады. Лазердиодтың шығыс күші входящий токқа және устройство үздігіне байланысты.

Лазер жарықтың доңғалағы полупроводник материалының зоналық аралығы мен оптикалық камераның ұзындығына байланысты өзгереді. Лазердиодтар инфракызылдан ультрафиолетке дейінгі электромагниттік спектр бойынша жарықты шығара алады.

Лазердиодтар құрылымы, қызмет етілу режимі, доңғалақ, шығыс күші және қолданыс бойынша түрленеді. Ең көп кездесетін түрлер: бір мода лазердиодтар, көптеген мода лазердиодтар, мастер осциллятор күш амплитудасы (MOPA) лазердиодтар, вертикальды камераны поверхностьден шығару (VCSEL) диодтар, таратылған қайта қабылдау (DFB) лазердиодтар, сыртқы камералы диод лазерлер (ECDLs) және т.б.

Лазердиодтар өлшемдері, төмен энергия құбылысы, жоғары үздік, узақ мерзімді және көптеген қолданылу себептерімен әртүрлі салаларда қолданылады. Алғашқы қолданылған салалар: оптикалық сақтау, оптикалық хабарлау, оптикалық сканирование, оптикалық сенсорика, оптикалық көрінетін, оптикалық хирургия және т.б.

Лазердиодтардың пайдасына қарамастан, олардың температуралық сезімдер, оптикалық қайта қабылдау, мода қашы және жоғары бағасы сияқты жетістіктері бар.