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一空穴对附近,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一激光,这就是激光二极管的简单原理。其它类型LD光模块激光二极管内置MQWF-P腔LD或DFB-LD、控制电路、驱动电路,输出光信号。四川使用激光二极管
结构性能编辑物理结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。在VCD机中,半导体激光二极管是激光头的**部件之一,它大多是由双异质结构的镓铝砷(AsALGA)三元化合物构成的,是一种近红外半导体器件,波长为780~820nm,额定功率为3~5mw。另外,还有一种可见光(如红光)半导体激光二极管,也广泛应用于VCD机以及条形码阅读器中。激光二极管的外形及尺寸如图1所示。其内部结构类型有三种,如图2所示。由图2可见,激光二极管内包括两个部分:***部分是激光发射部分(可用LD表示),它的作用是发射激光,如图中电极(2);第二部分是激光接受部分(可用PD表示),它的作用是接受、监测『JD发出的激光(当然,若不需监测LD的输出,PD部分则可不用),如图中电极(3);这两个部分共用公共电极(1),因此,激光二极管有三个电极。自动化激光二极管品牌晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。
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。
产生激光的三个条件是:实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带。为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子,而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴。实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件。要产生激光,还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,***物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大。只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件:P1P2exp(2G-2A)≥1(P1、P2是两个反射镜的反射率,G是***介质的增益系数,A是介质的损耗系数,exp为常数),才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф=2qπq=1、2、3、4。时,才能在输出端产生加强干涉,输出稳定激光。设谐振腔的长度为L,***介质的折射率为N,则Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,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。
激光二极管是什么?激光二极管(LaserDiode)的LASER是取"LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation(基于受激发射的光放大)"的首字母组成的缩写单词,激光二极管也被称为半导体激光器,通常简称为LD。接下来我们一起来看看激光二极管的性能特点及应用。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(coherent)是其比较大特点。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。简单的说,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。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。重庆激光二极管生产厂家
由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。四川使用激光二极管
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四川使用激光二极管
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