3.二极管原理二极管是一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成了空间电荷层,并且建有自建电场。1)当二极管两侧的外加电压等于零时,由于PN结两边载流子的浓度差起打散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。2)当二极管两侧加正向偏置电压时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。大多数二极管都是利用的二极管的正向导电性原理制成的,例如肖特基二极管、发光二极管等。3)当二极管两侧加有反向偏置电压时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流Io。深圳市凯轩业科技致力于激光二极管研发及方案设计,有想法的咨询哦亲们。质量激光二极管的作用
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福建激光二极管单价半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。.
②阈值电流Ith:即激光管开始产生激光振荡的电流,对一般小功率激光管而言,其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。③工作电流Iop:即激光管达到额定输出功率时的驱动电流,此值对于设计调试激光驱动电路较重要。④工作电压Vop:是发出规定的光输出时需要的正向电压。⑤光输出功率Po:比较大允许的瞬时光学功率输出。这适用于连续或脉冲操作模式。⑥暗电流Id:光电二极管反向偏置时的泄漏电流。暗电流既取决于温度又取决于电压,理想的二极管/光电二极管在相反的方向上没有电流。⑦微分效率η:每单位驱动电流的光输出的增加量。表示在激光振荡领域相对于正向电流的光输出直线的倾斜度。⑧垂直发散角θ⊥:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15°~40°左右。⑨水平发散角θ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6°~10°左右。⑩监控电流Im:即激光管在额定输出功率时,在PIN管上流过的电流。6、注入电流-光输出(I-L)的特性及光功率测量下图是注入电流-光输出(I-L)特性
FG-LDFG-LD(光纤光栅激光二极管)利用已成熟的封装技术,将含有FG的光纤与端面镀有增透膜的F-P腔LD耦合而成可调谐外腔结构的激光器,由LD芯片、空气间隙、光纤前端的光纤部分组成,光学谐振腔在光栅和LD外端面之间。LD的内端面镀有增透膜,以减小其F-P模式,FG用来反馈选模,由于其极窄的滤波特性,LD工作波长将控制在光栅的布拉格发射峰带宽内,通过加压应变或改变温度的方法,调谐FG的布拉格波长,就可以得到波长可控制的激光输出。FG-LD制作组装相对简单,性能却可与DFB-LD相比拟,激射波长由FG的布拉格波长决定,因此可以精控,单模输出功率可达10mW以上,小于2.5kHz的线宽,较低的相对强度噪声与较宽的调谐范围(50nm),在光通信的某些领域有可能替代DFB-LD。已进行用于2.5Gb/sx64路的信号传输的实验,效果很好。激光二极管发射的激光有可能对人眼造成伤害。
同一芯片上集成多波长DFB-LD与外腔电吸收调制器的单芯片光源也在发展中。研制成功的电吸收调制器集成光源,采用有源层与调制器吸收层共用多QW结构。调制器的作用如同一个高速开关,把LD输出变换成二进制的0和1。在一块芯片上形成40种不同的折射光栅,波长1530--1590nm的40路调制器集成光源,信道间隔为200GHz。其开发目标是集成100个发射波长的LD阵列,以进行9.5THz超大容量的通信。VCESLVCESL(垂直腔面发射激光)二极管的特点如下:从其顶部发射出圆柱形射束,射束无需进行不对称矫正或散光矫正,即可调制成用途***的环形光束,易与光纤耦合;转换效率非常高,功耗*为边缘发射LD的几分之一;调制速度快,在1GHz以上;阈值很低,噪声小;重直腔面很小,易于高密度大规模制作和成管前整片检测、封装、组装,成本低。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。重庆自动化激光二极管
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激光二极管的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。半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。图1(b)是激光二极管的代言符号。激光二极管在计算机上的光盘驱动器,激光打印机中的打印头等小功率光电设备中得到了广大的应用。质量激光二极管的作用
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