Лазерные светодиоды характеристики: Лазерные диоды. Виды и подключение. Устройство и работа

Содержание

Лазерные диоды. Виды и подключение. Устройство и работа

Лазерные диоды — ранее изготовление лазеров было связано с большими трудностями, так как для этого необходим маленький кристалл и разработка схемы для его функционирования. Для простого радиолюбителя такая задача была невыполнимой.

Лазерные диоды

С развитием новых технологий возможность получения лазерного луча в бытовых условиях стала реальностью. Электронная промышленность сегодня производит миниатюрные полупроводники, которые могут генерировать луч лазера. Этими полупроводниками стали лазерные диоды.

Повышенная оптическая мощность и отличные функциональные параметры полупроводника позволяют применять его в измерительных устройствах повышенной точности как на производстве, в медицине, так и в быту. Они являются основой для записи и чтения компьютерных дисков, школьных лазерных указок, уровнемеров, измерителей расстояния и многих других полезных для человека устройств.

Возникновение такого нового электронного компонента является революцией в создании электронных устройств разной сложности. Диоды высокой мощности образуют луч, который используется в медицине при выполнении различных хирургических операций, в частности по восстановлению зрения. Луч лазера способен быстро произвести коррекцию хрусталика глаза.

Лазерные диоды используются в измерительных приборах в быту и промышленности. Устройства изготавливают с разной мощностью. Мощности 8 Вт хватит для сборки в бытовых условиях портативного уровнемера. Этот прибор надежен в работе, способен создать лазерный луч очень большой длины. Попадание лазерного луча в глаза очень опасно, так как на малом расстоянии луч способен к повреждениям мягких тканей.

Устройство и принцип работы

В простом диоде на анод подается положительное напряжение, то речь идет о смещении диода в прямом направлении. Дырки из области «р» инжектируются в область «n» р-n перехода, а из области «n» в область «р» полупроводника. При расположении дырки и электрона рядом друг с другом, то они рекомбинируют и выделяют фотонную энергию с некоторой длиной волны и фонона. Этот процесс получил название спонтанного излучения. В светодиодах он является главным источником.

Но при некоторых условиях дырка и электрон способны находиться перед рекомбинацией в одном месте продолжительное время (несколько микросекунд). Если по этой области в это время пройдет фотон с частотой резонанса, то он вызовет вынужденную рекомбинацию, и при этом выделится второй фотон. Его направление, фаза и вектор поляризации будут абсолютно совпадать с первым фотоном.

Кристалл полупроводника изготавливают в виде тонкой пластинки формы прямоугольника. По сути дела, эта пластинка и играет роль оптического волновода, в котором излучение действует в ограниченном объеме. Поверхностный слой кристалла модифицируется с целью образования области «n». Нижний слой служит для создания области «р».

В конечном итоге получается плоский переход р-n значительной площади. Два боковых торца кристалла подвергают полировке для создания параллельных гладких плоскостей, образующих оптический резонатор. Случайный фотон перпендикулярного плоскостям спонтанного излучения пройдет по всему оптическому волноводу. При этом перед выходом наружу фотон несколько раз будет отражаться от торцов и, проходя вдоль резонаторов, создаст вынужденную рекомбинацию, образуя при этом новые фотоны с такими же параметрами, чем вызовет усиление излучения. Когда усиление превзойдет потери, начнется создание лазерного луча.

Существуют различные типы лазерных диодов. Основные из них выполнены на особо тонких слоях. Их структура способна создавать излучение только параллельно. Но если волновод выполнить широким в сравнении с длиной волны, то он будет функционировать уже в различных поперечных режимах. Такие лазерные диоды называют многодомовыми.

Использование таких лазеров оправдано для создания повышенной мощности излучения без качественной сходимости луча. Допускается некоторое его рассеивание. Этот эффект используется для накачки других лазеров, в химическом производстве, лазерных принтерах. Однако при необходимости определенной фокусировки луча, волновод должен выполняться с шириной, сравнимой с длиной волны.

В этом случае ширина луча зависит от границ, которые наложены дифракцией. Такие приборы используются в запоминающих оптических устройствах, оптоволоконной технике, лазерных указателях. Необходимо заметить, что эти лазеры не способны поддержать несколько продольных режимов, и излучать лазерный луч на разных длинах волн в одно время. Запрещенная зона между уровнями энергии «р» и «n» областей диода влияет на длину волны луча.

Лазерный луч на выходе сразу расходится, так как излучающий компонент очень тонкий. Чтобы компенсировать это явление и создать тонкий луч, используют собирающие линзы. Для широких многодомовых лазеров используются цилиндрические линзы. В случае однодомовых лазеров, при применении симметричных линз, лазерный луч будет иметь эллиптическое поперечное сечение, так как вертикально расхождение превосходит размер луча в горизонтальной плоскости. Наглядным примером для этого служит лазерная указка.

В рассмотренном элементарном устройстве нельзя выделить определенную длину волны, кроме волны оптического резонатора. В устройствах, имеющих материал, способный усилить луч в большом интервале частот, и с несколькими режимами, возможно действие на разных волнах.

Обычно лазерные диоды функционируют на одной волне, обладающей, однако значительной нестабильностью, и зависящей от различных факторов.

Разновидности

Устройство рассмотренных выше диодов имеет n-р структуру. Такие диоды имеют низкую эффективность, требуют значительную мощность на входе, и работают только в режиме импульсов. По-другому они работать не могут, так как быстро перегреются, поэтому не получили широкого применения на практике.

Лазеры с двойной гетероструктурой имеют слой вещества с узкой запрещенной зоной. Этот слой находится между слоями материала, у которого широкая запрещенная зона. Обычно для изготовления лазера с двойной гетероструктурой применяют арсенид алюминия-галлия и арсенид галлия. Каждыи из этих соединений с двумя разными полупроводниками получили название гетероструктуры.

Достоинством лазеров с такой особенной структурой является то, что область дырок и электронов, которую называют активной областью, находится в среднем тонком слое. Следовательно, что создавать усиление будут намного больше пар дырок и электронов. В области с малым усилением таких пар останется мало. В дополнение свет станет отражаться от гетеропереходов. Другими словами излучение будет полностью находиться в области наибольшего эффективного усиления.

Диод с квантовыми ямами

При выполнении среднего слоя диода более тонким, он начинает функционировать в качестве квантовой ямы. Поэтому электронная энергия будет квантоваться вертикально. Отличие между уровнями энергии квантовых ям применяется для образования излучения вместо будущего барьера.

Это эффективно для управления волной луча, зависящей от толщины среднего слоя. Такой вид лазера намного эффективнее, в отличие от однослойного, так как плотность дырок и электронов распределена более равномерно.

Гетероструктурные лазерные диоды

Основной особенностью тонкослойных лазеров является то, что они не способны эффективно удерживать луч света. Для решения этой задачи по обеим сторонам кристалла прикладывают два дополнительных слоя, которые обладают более низким преломлением, в отличие от центральных слоев. Подобная структура похожа на световод. Она намного лучше удерживает луч. Это гетероструктуры с отдельным удержанием. По такой технологии произведено большинство лазеров в 90-х годах.

Лазеры с обратной связью в основном применяют для волоконно-оптической связи. Для стабилизации волны на р-n переходе выполняют поперечную насечку для создания дифракционной решетки. Из-за этого в резонатор возвращается и усиливается только одна длина волны. Такие лазеры имеют постоянную длину волны. Она определена шагом насечки решетки. Под действием температуры насечка изменяется. Подобная модель лазера является основой телекоммуникационных оптических систем.

Существуют также лазерные диоды VСSЕL и VЕСSЕL, которые являются поверхностно-излучающими моделями с вертикальным резонатором. Их отличие состоит в том, что у модели VЕСSЕL резонатор внешний, и его конструкция бывает с оптической и токовой накачкой.

Особенности подключения

Лазерные диоды используются во многих устройствах, где необходим направленный световой луч. Основным процессом в сборке устройства с применением лазера своими руками является правильное подключение.

Лазерные диоды отличаются от led диодов миниатюрным кристаллом. Поэтому в нем концентрируется большая мощность, а следовательно и величина тока, что может привести к выходу его из строя. Для облегчения работы лазера существуют особые схемы устройств, которые называются драйверами.

Лазерам необходимо стабильное питание. Однако существуют их модели, имеющие красное свечение луча, и функционирующие в нормальном режиме даже с нестабильной сетью. Если имеется драйвер, то все равно диод нельзя подключать напрямую. Для этого дополнительно нужен датчик тока, роль которого часто играет резистор, подключенный между этими элементами.

Такое подключение имеет недостаток в том, что отрицательный полюс питания не соединен с минусом схемы. Другим недостатком является падение мощности на резисторе. Поэтому перед подключением лазера необходимо тщательно подобрать драйвер.

Виды драйверов

Существуют два главных вида драйверов, способных обеспечить нормальный режим эксплуатации лазерных диодов.

Импульсный драйвер выполнен по аналогии импульсного преобразователя напряжения, способного повышать и понижать этот параметр. Мощности выхода и входа такого драйвера примерно равны. Однако, существует некоторое выделение тепла, на которое расходуется незначительное количество энергии.

Линейный драйвер действует по схеме, которая чаще всего подает напряжение на диод больше, чем требуется. Для его снижения необходим транзистор, преобразующий излишнюю энергию в теплоту. Драйвер имеет малый КПД, поэтому не нашел широкого применения.

При применении линейных микросхем в качестве стабилизаторов, при уменьшении напряжения на входе диодный ток будет снижаться.

Так как питание лазеров выполняется двумя видами драйверов, схемы подключения имеют отличия.

Схема также может содержать источник питания в виде батареи или аккумулятора.

Аккумуляторы должны выдавать напряжение 9 вольт. Также в схеме должен быть резистор, ограничивающий ток, и лазерный модуль. Лазерные диоды можно найти в неисправном приводе дисков от компьютера.

Лазерный диод имеет 3 вывода. Средний вывод подключается к минусу (плюсу) питания. Плюс подключается к правой, либо левой ножке, в зависимости от фирмы изготовителя. Чтобы определить нужную ножку для подключения, необходимо подать питание. Для этого можно взять две батарейки по 1,5 В и сопротивление 5 Ом. Минус источника подключают к средней ножке диода, а плюс сначала к левой, затем к правой ножке. Путем такого эксперимента можно увидеть, какая из этих ножек является «рабочей». Таким же методом диод подключают к микроконтроллеру.

Лазерные диоды могут работать от пальчиковых батареек, аккумулятора сотового телефона. Однако нельзя забывать, что дополнительно требуется ограничивающий резистор номиналом 20 Ом.

Подключение к бытовой сети

Для этого нужно обеспечить вспомогательную защиту от всплесков напряжения высокой частоты.


Стабилизатор и резистор создают блок предотвращающий перепады тока. Для выравнивания напряжения применяют стабилитрон. Емкость предотвращает возникновение скачков напряжения высокой частоты. При правильной сборке обеспечивается стабильная работа лазера.
Порядок подключения
Наиболее удобным для работы будет красный диод мощностью около 200 мВт. Такие лазерные диоды установлены на дисковые приводы компьютеров:
  • Перед подключением с помощью батарейки проверить работу лазерного диода.
  • Выбрать необходимо самый яркий полупроводник. Если диод взят из дискового привода компьютера, то он светит инфракрасным светом. Луч лазера запрещается наводить на глаза, так как это приведет к повреждению глаз.
  • Диод монтировать на радиатор для охлаждения, в виде алюминиевой пластины. Для этого предварительно сверлить отверстие.
  • Между диодом и радиатором промазать термопастой.
  • Резистор на 20 Ом и 5 ватт подключить по схеме с батарейками и лазером.
  • Диод шунтировать керамическим конденсатором любой емкости.
  • Отвернуть от себя диод и проверить его работу, подключив питание. Должен появиться красный луч.

При подключении следует помнить о безопасности. Все соединения должны быть качественными.

Похожие темы:

принцип работы и характеристики лазерного излучения

Принципы работы и механизм излучения

Лазеры – источники высококогерентного и интенсивного монохроматического излучения. Излучение генерируется за счет возбуждения активной среды (обычно газ или полупроводниковый элемент), заключенной в резонаторе. Лазерный резонатор представляет собой полое тело цилиндрической формы, изнутри покрытое отражающим слоем. Один из торцов резонатора закрыт частично отражающим зеркалом, противоположный – полностью отражающим. При накачке световые волны перемещаются внутри резонатора до тех пор, пока не станут достаточно интенсивными, чтобы пройти через частично прозрачное зеркало.

Лазерное излучение относится к вынужденному, также его называют стимулированным. Сфера применения лазеров широка и постоянно растет, на сегодняшний день лазерные источники применяются в медицине, машинном зрении, в лазерной сварке, маркировке изделий и т. д.

Основные параметры и характеристики лазерного излучения

Диаметр пучка. За диаметр пучка принимается диаметр сечения пучка лазерного излучения на выходном торце резонатора. Способов измерения диаметра пучка достаточно много, от способа зависят и единицы измерения. Если пучок принимается за Гауссов, диаметр будет измеряться по уровню интенсивности 1/e2: это расстояние между такими двумя точками одномерного распределения интенсивности излучения, значение интенсивности которых в 0.135 раз меньше пика интенсивности.

Отклонение пучка. Несмотря на то, что лазерные пучки принимаются за параллельные, некоторый угол расходимости все же присутствует. Эта характеристика показывает, на какую величину отклоняется пучок от оптической апертуры по ходу распространения и измеряется в угловых единицах (радианах). В лазерных диодах угол расходимости определяется сразу двумя значениями – так проявляется астигматизм. В этом случае направление угла расходимости нужно проверять и уточнять в зависимости от конкретной схемы. На рис. 1 показана общая конфигурация лазерного диода и проявление расходимости лазерного пучка по ходу удаления экрана от источника излучения.


Рисунок 1. Общая структура полупроводникового слоя диода: профиль пучков, излучаемых такими диодами, чаще всего эллиптический

Угол веерного пучка. Обычно за веерный угол принимается угол отклонения пучка в определенной плоскости от нормали направления распространения. На рис. 2 показан вид веерного пучка лазерного диода и приведен его расчет.


Рисунок 2. Веерный угол пучка излучения лазерного диода

Выходная мощность. Выходная мощность определяется как максимальная зарегистрированная мощность, которую имеет лазерный пучок сразу после выхода из резонатора, до прохождения через какую-либо направляющую или фильтрующую оптику. Погрешность составляет порядка 10%, поэтому в паспорте приборов указываются доверительные интервалы. Профиль распределения интенсивности выходного излучения в основном характеризуется функцией Гаусса, максимум которой приходится на центр кривой, совпадающей с максимумом выходной мощности.

Класс. Диапазон мощностей лазерных источников невероятно широк. По этой причине была разработана классификация источников по силе воздействия на человека. В таблице приведена классификация лазерных источников, предложенная Центром по контролю приборов и радиационной безопасности (CDRH).

Класс

Описание

Класс 1

Не представляют опасности для человека.

Класс 1M

Безопасны при эксплуатации без дополнительных приборов.

Класс 2

Безопасны, если время экспозиции строго меньше 0.25 с. Для предотвращения повреждений ткани глаза рекомендуется режим естественного мигания.

Класс 2M

Безопасны, если время экспозиции строго меньше 0.25 с и не используется дополнительная оптика.

Класс 3R

Излучение мгновенно повреждает верхние покровы тела. Опасны для человека.


Класс 3B

Критически опасны. Прямой контакт глаз с излучением не допустим, наблюдение за излучением возможно только в диффузно рассеянном спектре.

Класс 4

Чрезвычайно опасно наблюдение в том числе и диффузного спектра, риск воспламенения.

Чувствительность / видность. Видность пятна лазерного излучения (глазом или другим приемником) зависит от соотношения сигнала к шуму. Отношение сигнал/шум рассчитывается как мощность сигнала лазера к фоновому излучению (шуму). Чем выше соотношение сигнал/шум, тем легче распознается пятно на матрице приемника. Пик чувствительности человеческого глаза приходится на длину волны 550 нм, то есть чем ближе длина волны к этому значению, тем отчетливее и контрастнее будут восприниматься сигналы глазом – это важно для приложений, использующих преимущественно видимый диапазон. В случае, если в качестве приемника берется камера, целесообразно использовать специальные фильтры, увеличивающие соотношение сигнал/шум и объективы с ограничением поля зрения. Также важно правильно подбирать диапазон излучения источника к спектральной чувствительности приемника. На рис. 3 показана относительная спектральная чувствительность глаза к различным длинам волн.


Рисунок 3. Относительная спектральная чувствительность глаза

Время работы

. Время работы лазера или срок службы зависит от срока работы источника питания. Обычно источник подбирается таким образом, чтобы при минимальном напряжении лазер проработал как можно дольше. Теплопоглощающие радиаторы рекомендуется использовать при подводимых напряжениях, близким к предельно допустимым. Снижение температуры источника питания позволяет продлить срок службы излучающего прибора, который обычно составляет от 10 до 20 тысяч часов.

Комплектующие к лазерным системам

Проекционные головки. Проекционные головки устанавливаются на внешней части лазера и предназначены для формирования различных испытательных сигналов: одиночных линий, пересекающихся линий, мультиплетов и растровых матриц.

 

 

Пространственные фильтры. Пространственные фильтры предназначены для минимизации пространственного шума, причины которого многочисленны – пылинки на линзах, микронеровности, неоднородность покрытий и т. д, особенно часто они наблюдается в пучках, прошедших через линзы или объективы. Для очистки пучка применяют диафрагмы (пинхолы). Размер отверстия диафрагмы подбирается таким образом, чтобы основной лазерный пучок проходил через отверстие, а рассеянный свет сдерживался. В таком случае из пространственного фильтра выходит чистый, однородный пучок.

 

Лазерная оптика. Мощности лазерного излучения могут достигать высочайших пределов, что накладывает не менее высокие требования к параметрам оптических компонентов, используемых в лазерных установках: безукоризненное качество рабочих поверхностей линз и зеркал, строгие допуски и высокий порог повреждения. Перед запуском установки рекомендуется проводить экспертизу компонентов на наличие повреждений.

 

Измерительное оборудование. Измерительное оборудование –  инструменты для проведения спецификации источников почти по любым параметрам. Наиболее часто применяются измерители мощности, визуализаторы, различные приемники излучения.

 

 

Устройства расширения пучка. В некоторых приложениях требуется произвести расширение параллельных пучков, существуют специальные приборы, которые легко справляются с этой задачей. Угол отклонения при этом останется минимальным, несмотря на увеличение диаметра.

 

Установка и юстировка лазерных источников

Варианты установки диода. Существует несколько способов установки и юстировки лазерных диодов: например, с помощью специализированных держателей. Благодаря установленным подвижкам, можно точно позиционировать прибор. Также существуют юстировочные платформы различных типов, которые наиболее широко применяются для юстировки диодов, применяемых для накачки He-Ne лазеров. Необходимо помнить, что диоды очень чувствительны к перепадам температур, поэтому рекомендуется использовать теплоизолирующие системы.

Юстировка и позиционирование. В паспорте любого прибора содержатся все необходимые сведения и интервалы, рекомендуемые к соблюдению при юстировке, так называемая «точность наведения». Точность наведения – это угловая разность между осью распространения (вдоль которой проходит лазерный пучок) и механической осью (определяется геометрией корпуса). Контроль этих допусков часто осуществляется специальными регулировочными винтами. Рисунок 4 демонстрирует влияние ошибки точности наведения в лазере.

Рисунок 4. Ошибка наведения в лазере

Замечание. Если используется V-образная платформа, то для численной оценки точности наведения лазерной установки достаточно просто вращать корпус. Пока ошибка не будет устранена, пятно на экране будет описывать траекторию окружности. Соотношение между радиусом окружности и расстоянием от выходного зрачка до экрана и является угловой мерой ошибки наведения (на рис. 4 проиллюстрирована ошибка наведения,

D – расстояние от выходного зрачка до экрана, R – радиус окружности). Оценив угол, остается повернуть источник на этот угол и перейти к следующему этапу.

Лазерные диоды и He-Ne лазеры

Подбирая источник, многие сталкиваются с выбором между диодным источником и He-Ne лазером. Разумеется, выбирая тот или иной источник, необходимо следовать требованиям конкретного приложения, конкретной установки. Ниже приведена сравнительная таблица основных параметров He-Ne лазеров и лазерных диодных модулей.

Характеристики

He-Ne лазер

Диод

Рабочая длина волны

632.8 нм

405 нм, 488 нм, 514 нм, 532 нм, 635 нм, 640 нм, 655 нм, 660 нм, 670 нм, 780 нм, 785 нм, 808 нм, 830 нм, 850 нм, 1064 нм

Размер (в корпусе)

Крупногабаритные приборы (7~25”), трудно перемещать с места на место

Компактные, легковесные, просты в переносе и сервисном обслуживании

Размер пучка

~0.5 – 1 мм (круглый профиль)

~2.5 – 5 мм

Круглый или эллиптический профиль

Выходная мощность 

0.25 – 22.5 мВт 

1 – 100 мВт

Расходимость пучка

~1 – 2 мрад

~0.5 – 1 мрад

Модуляция мощности

Нераспространенная функция

Присутствует в системах специального назначения

Стабилизация соотношения сигнал/шум

Высокая стабилизация

Сигнал зашумлен

Стоимость

 Относительно высокая (длительный срок службы)

Относительно низкая (легко заменяемы)

Срок службы

10 – 40 тыс. часов в зависимости от модели

10 – 20 тыс. часов в зависимости от модели

Восприимчивость ко внешним условиям

Нечувствительны к перепадам температур

Длина волны и срок службы меняется в зависимости от условий и температур (рекомендуется теплоотвод)

Ассортимент комплектующих

Генераторы испытательных сигналов (преломляющие, дифракционные), и многое другое. Практически все комплектующие совместимы и легко встраиваются.

 

Фокусирующая оптика, генераторы испытательных сигналов и др. Замена внутренних компонентов осложнена особенностями конфигурации самого диода.

Астигматизм

Фокальное пятно «расплывается» симметрично относительно точки фокуса

Фокальное пятно «расплывается» симметрично относительно точки фокуса либо эллиптически в перпендикулярном направлении

Длина когерентности (важно в голографии, интерферометрии)

20 – 30 см

Несколько миллиметров

Поляризация (важна при выстраивании траектории)

Возможно любое состояние поляризации, в том числе линейное

Обычно излучение сильно поляризовано

Встраивание и интеграция

Источник питания поставляется как в комплекте, так и отдельно от лазера

Встраивание и подключение в основном через широкополосные выводы

Основные приложения

Голография, интерферометрия, метрология

Юстировка, машинное зрение, сканирование, анализ состава среды

 

© Edmund Optics Inc.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Edmund Optics на территории РФ

 

 

Лазерные светодиоды и лазерные лампы

Лазерные диоды, где генерация лучей осуществляется при помощи установленных полупроводников, открывают огромные возможности для их применения в различных областях деятельности. Лазерный светодиод может быть применен в проводах оптических носителей информации, измерительных приборах, принтерах, в качестве осветительных приборов для автомобилей. Пожалуй, что именно последний вариант использования лазерных светодиодов вполне заслуженно вызывает массовый интерес со стороны покупателя, оценивающего все преимущества новинки. Не мудрено, ведь характеристики светодиодных фар значительно превосходят существующие, что и побуждает потребителя купить лазерный светодиод для установки на автомобиль.

История создания и преимущество лазерных фар

Лазерные светодиоды впервые стали использоваться для автомобилей немецким концерном BMW – модели BMW i8 стали одними из первых, на которых в промышленном производстве устанавливались инновационные фары.

Конструкция таких осветительных приборов относительно проста:

  • на рамочной основе крепится 3 лазерных элемента;
  • обязательными элементами конструкции являются «фосфорная» линза и светоотражатель, что позволяет направить лучи от отражателя на «фосфорную» линзу, благодаря чему и начинается излучение света.

Автоконструкторы уверенно заявляют, что лазерный светодиод значительно превосходит даже светодиодные элементы по следующим параметрам:

  • в 1000 раз яркость свечения больше;
  • энергопотребление значительно ниже;
  • срок службы светодиодных ламп – не менее 10 тысяч часов.

Лазерные лампы генерируют мощный свет в очень ограниченном пространстве. Светодиодный поток света направлен в точку размером в несколько микрон. Его интенсивность обеспечивает большую дальность распространения, поэтому фары в будущем могут быть более компактные. Сочетание дизайна и функциональности делают лазерные светодиоды перспективным направлением в развитии автомобильной светотехники.

Безопасны ли лазерные светодиоды для человека?

Имеются научно обоснованные данные, демонстрирующие отсутствие вредного воздействия лазерного светодиода на организм человека. Световой поток генерируется именно в «фосфорной» линзе с желтым фосфором – химическим элементом, абсолютно безопасным для здоровья человека.

Секрет безопасности светодиодных фар, несмотря на громкое слово «лазер», кроется в том, что в осветительных приборах он обеспечивает лишь питание — лазерные светодиоды создают направленное излучение, находящееся в голубой области свечения. Система зеркал (отражатели) направляет этот поток на линзу с флуоресцентным составом (фосфорсодержащим). Этот «фосфор», поглощая энергию, созданную лазерным светодиодом, излучает приятный глазу мощный свет.

Долгая работа лазерных диодов возможна при стабильных параметрах напряжения, которые обеспечивает драйвер. Компактный и эффективный драйвер лазерного диода является источником тока для питания и управления диодов. Сам лазерный светодиод не подключают к работающему драйверу. Драйвер задает параметры импульсов от одиночных до непрерывного режима работы.

Существует два типа драйверов — импульсные и линейные. Линейный драйвер получает большее напряжение, чем нужно диоду, которое потом выделяется в виде тепла.

Развитие технологий позволило получать лазерный луч и в домашних условиях. Для этого необходимо приобрести диод, который будет создавать необходимое излучение. В промышленности используются диоды разной мощности, для домашнего применения достаточно лазерного диода с оптической мощностью 8 Вт. Можно изобрести маленькое устройства, типа, уровнемера. При этом важно учитывать, как прибор будет подключаться к питанию. Невозможно подключение лазерного диода напрямую к аккумулятору. Здесь есть свои особенности: избегать статического напряжения и не допускать всплесков напряжения. Лазерные светодиоды должны работать при номинальном токе. При его превышении сократится время их эксплуатации.

Лазер с мощностью в 5мВт считается не очень опасным. Крайне опасны инфракрасные и фиолетовые лучи, которые плохо видны. Можно получить повреждение зрения, не заметив, что излучение направлено прямо в глаз. Поэтому лучше избегать инфракрасных и более мощных лучей. Нельзя смотреть на выход луча без защитных средств, можно через видеокамеру или камеру мобильного телефона. Есть специальные очки для защиты, но очки против зеленого лазера пропустят инфракрасное излучение.

Экономия и удобство

Еще 10 лет использование светодиодных ламп в светильниках только разрабатывалось в умах инженеров. Сегодня это активно применяется. Наряду с этим появляются смежные технологичные устройства, повышающие ценность светильников — светодиодные приборы со встроенными датчиками. Такие светодиодные устройства с датчиком движения освещают территорию, экономят электроэнергию, очень удобны в эксплуатации. Если в основе устройства светодиодная лампа, то прибор окупится очень быстро, за счет невысокого уровня энергопотребления. Светодиодные лампы с автоматической коммутацией предназначены для помещений с низкой посещаемостью (кладовые, лестницы, коридоры, гаражи). После включения светодиодная лампа отключится только после полного отсутствия передвигающегося объекта.

Наиболее востребованной комплектацией являются следующие варианты устройств:

  • светодиодные светильники с датчиком движения
  • светодиодные светильники с датчиком освещенности
  • светодиодные светильники с датчиком освещенности и движения
  • светодиодные светильники с датчиком звука.

Применение светодиодных элементов

Появление лазерных светодиодных элементов сыграло революционную роль в создании электронных приборов. Мощный лазерный инфракрасный диод — отличный источник излучения. Его используют в волоконно-оптической системе передачи информации и других сферах. Инфракрасный тип диода применяется для создания качественной и эффективной подсветки. Оптическая мощность и хорошие эксплуатационные характеристики позволяют применять их в высокоточных измерительных устройствах на производстве и в быту. Такие диоды используются в лазерных указках, DVD приводах, в аппаратуре в качестве лампочек индексации, в оптических запоминающих устройствах.

Лазерные мощные диоды дают возможность создавать лучи, с помощью которых можно вернуть человеку зрение. Лазерные светодиоды используются для измерения оборотов двигателя, корректировке уровня при строительстве, а также в других технологических процессах. «Чистый» свет светодиодных ламп и узкий спектр излучения особенно ценен в дизайнерском освещении.

Лазерные диоды нового поколения от SLD Laser: характеристики и преимущества

В начале текущего года на американской выставке Consumer Electronics Show был продемонстрирован прототип новейшего лазерного диода. Вскоре компания SLD Laser объявила о начале производства этого устройства, которое называется LaserLight. Данное изобретение является революционным источником света, о чем свидетельствуют его характеристики.

История создания модели

В 2013 году несколько ведущих мировых пионеров в области твердотельного освещения объединили усилия и совместно основали компанию SLD Laser. Совладельцем организации стал японо-американский физик, лауреат известной Нобелевской премии по физике (2014 год) Сюдзи Накамура. Эту престижную премию он получил за изобретение эффективных синих светодиодов, которые приводят к появлению энергосберегающих и очень ярких источников света.

Помимо множества наград и степеней, Сюдзи был отмечен премией «Глобальная энергия»-2015 за разработку, коммерциализацию и развитие энергетически эффективного белого светодиодного освещения.

Многолетние наработки Накамуры и его ученых коллег позволили сделать прорыв в сфере наружных светодиодных приборов. Источники спонтанного излучения (светодиоды) были заменены источниками индуцированного излучения (лазеры). Поэтому представленный на выставке Consumer Electronics Show источник света LaserLight — это уникальная разработка. На презентации он был включен в концепцию автомобильной мини-фары с функциональными возможностями дальнего и ближнего света.

Следует отметить, что LaserLight получил сертификат безопасности по лазерному освещению.

Технические характеристики

Интегрированный источник белого цвета очень эффективен, ведь в нем применяется лазерный диод и керамическая пластинка с люминофорами разных цветов.

Ближнее УФ-излучение GaN–лазера преобразуется в излучение красного, желтого, голубого и зеленого люминофоров. В результате получается белый свет, который очень близок к солнечному.

В устройстве внедрен эффект 2D–кристаллов, чтобы сформировать пучок преобразованных лучей.

Излучатель имеет очень скромные размеры — 0,7 х 0,7 х 15 мм. Его мощность — до 10 Вт.

LaserLight поддерживает беспроводную и высокоскоростную связь (технология LiFi).

Реализация лазерного чипа с люминофором, который работает на отражение

Реализация лазерного чипа с люминофором, который работает на просвет

Основные преимущества устройства

В отличие от свечения светодиодов, которое распределяется равномерно во все стороны, лазерное излучение строго направлено. LaserLight формирует более узкий (в 10 раз) пучок света. За счет этого достигается большая яркость, мощность и общая эффективность нового диода. Диод лазерного типа ярче светодиодов в 10 раз. «Дальнобойность» освещения диодов — до 1 км.

По словам разработчиков устройство минимально потребляет энергию и имеет длительный срок эксплуатации. Увеличенная скорость передачи данных LiFi (более 5 Гб/с) значительно выигрывает по сравнению с привычным функционированием связи Wi-Fi.

Использование этого прибора очень выгодно и из-за его компактных размеров, которые обусловлены применением люминофора с эффектом 2D-фотонного кристалла и всего 1 линзы.

Например, в лазерных фарах BMW пока еще задействована сложная система линз.

Представители компании-разработчика уверяют, что европейские автопроизводители начнут использовать устройство уже в III квартале 2019 года.

Лазерные диоды LaserLight позволяют получить мощный, яркий, узконаправленный пучок света. Технология поддерживает высокоскоростную беспроводную связь. Излучатель очень компактный и благодаря всем преимуществам активно внедряется в автомобильной индустрии и других отраслях.

Лазерные диоды

  1. Радиоэлектроника
  2. Схемотехника
  3. Основы электроники и схемотехники
  4. Том 3 – Полупроводниковые приборы
  1. Книги / руководства / серии статей
  2. Основы электроники и схемотехники. Том 3. Полупроводниковые приборы

Добавлено 2 июля 2017 в 02:45

Сохранить или поделиться

Лазерный светодиод

Лазерный диод является дальнейшим развитием обычного светоизлучающего диода (или светодиода, или LED). Термин «laser» на самом деле является акронимом, несмотря на то, что он часто пишется строчными буквами. «Laser» означает «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» (усиление света посредством вынужденного излучения) и относится к другому странному квантовому процессу, при котором характерный свет, излучаемый электронами, спускающимися в материале с высокоуровневых на низкоуровневые энергетические состояния, стимулирует другие электроны делать сходные «прыжки», результатом чего является синхронизированный вывод света из материала. Эта синхронизация распространяется на фазу излучаемого света, так что все световые волны, излучаемые «лазерным» материалом, имеют не только одинаковую частоту (цвет), но и одинаковую фазу, так что они усиливают друг друга и способны распространяться по очень узко ограниченному, недисперсионному лучу. Именно поэтому лазерный свет остается настолько заметно сфокусированным на больших расстояниях: каждая световая волна находится очень близко от другой.

(a) Белый свет состоит из множества волн с разными длинами. (b) Свет монохромного светодиода с одной длиной волны. (c) Фазово-когерентный лазерный свет.

Лампы производят «белый» (из смешанных частот, или из смешанных цветов) свет, как на рисунке выше (a). Обычные светодиоды производят монохроматический свет: одна частота (цвет), но разные фазы, что приводит к аналогичной дисперсии на рисунке выше (b). Лазерные светодиоды производят когерентный свет: свет и монохроматический (одноцветный) и монофазный (однофазный), что приводит к точному ограничению луча, как на рисунке выше (c).

В современно мире лазерный свет находит широкое применение: от геодезии, где прямой и недисперсионный световой луч очень полезен для точного прицеливания измерительных маркеров, до считывания и записи оптических дисков, где только узкий сфокусированный лазерный луч способен нацеливаться на микроскопические «ямы» на поверхности диска, содержащие двоичные единицы и нули цифровой информации.

Для некоторых лазерных светодиодов требуются специальные мощные «импульсные» схемы для подачи больших величин напряжения и тока во время коротких вспышек. Другие лазерные светодиоды при меньшей мощности могут работать непрерывно. В непрерывном лазере лазерное воздействие происходит только в пределах определенного диапазона токов через диод, что требует какой-то схемы регулирования тока. С возрастом лазерных светодиодов потребляемая ими мощность может меняться (для обеспечения такой же выходной мощности может потребоваться больший ток), но следует помнить, что маломощные светодиоды, как и обычные светодиоды, являются довольно долговечными устройствами с типовым сроком службы в десятки тысяч часов.

Оригинал статьи:

Теги

ДиодЛазерный диодОбучениеЭлектроника

Сохранить или поделиться

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.


Лазерный диод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Лазерный диод

Cтраница 2


Порог генерации лазерных диодов зависит от геометрии активной области, поэтому вместо понятия порогового тока часто пользуются понятием плотности порогового тока.  [17]

Отличительной особенностью гетероструктурных лазерных диодов является возможность изменения длины волны излучения путем варьирования концентрацией примесного алюминия. Так, при изменении концентрации А1 в структуре Al Gai As в пределах от 0 до 40 % длина волны излучения смещается с 0 905 до 0 600 мкм. Но одновременно с этим увеличивается и пороговый ток, сначала очень медленно до А 0 8 мкм, а затем несколько быстрее.  [18]

Криостат с лазерным диодом и генератор импульсов тока размещены в едином металлическом корпусе 12 ( рис. 28), габаритные размеры которого составляют 170x110X200 мм. На передней стенке прибора расположено окно с двухлинзовым объектом 13, служащим для формирования лазерного луча. На верхней стороне прибора располагается панель управления и отверстие для заливки жидкого азота.  [20]

Инжекционный лазер ( лазерный диод) излучает свет, когда через р — n — переход полупроводника проходит большой ток.  [21]

Во время воспроизведения лазерный диод небольшой мощности светит инфракрасным светом с длиной волны 0 78 микрон на сменяющиеся впадины и площадки. Лазер находится на той стороне диска, где слой смолы, поэтому впадины для лазера оказываются выступами на ровной поверхности. Так как впадины имеют высоту в четверть длины волны света лазера, длина волны света, отраженного от впадины, составляет половину длины волны света, отраженного от окружающей выступ ровной поверхности. В результате, если свет отражается от выступа, фотодетектор проигрывателя получает меньше света, чем при отражении от площадки. Именно таким образом проигрыватель отличает впадину от площадки.  [23]

Для получения гетероструктур лазерных диодов используется эпитаксия. Введение небольшого количества алюминия в активную область из арсенида галлия снижает остаточное напряжение, существующее вследствие несоответствия решеток арсенида галлия и примыкающих к ней слоев А1яХЗа1 жАз, что приводит к улучшению однородности эпитаксиальных слоев. Добавление алюминия в кристаллическую решетку арсенида галлия увеличивает ширину запрещенной зоны и уменьшает длину волны излучения.  [24]

Согласование выходной характеристики импульсного лазерного диода с внешней характеристикой источника токовой накачки представляет собой весьма сложную задачу, если учесть также, что чем короче длительность фронта, тем меньше тепловыделение на диоде.  [25]

В таких интерферометрах применяются лазерные диоды, степень когерентности излучения которых ухудшается за счет ступенчатой высокочастотной модуляции его фазы и частоты.  [27]

В результате были созданы лазерные диоды с односторонним ограничением, получившие название гетероструктурных.  [28]

Где применяют светодиоды и лазерные диоды.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

1.​​Ищите по ключевым словам, уточняйте по каталогу слева

Допустим, вы хотите найти фару для AUDI, но поисковик выдает много результатов, тогда нужно будет в поисковую строку ввести точную марку автомобиля, потом в списке категорий, который находится слева, выберите новую категорию (Автозапчасти — Запчасти для легковых авто – Освещение- Фары передние фары). После, из предъявленного списка нужно выбрать нужный лот.

2. Сократите запрос

Например, вам понадобилось найти переднее правое крыло на KIA Sportage 2015 года, не пишите в поисковой строке полное наименование, а напишите крыло KIA Sportage 15 . Поисковая система скажет «спасибо» за короткий четкий вопрос, который можно редактировать с учетом выданных поисковиком результатов.

3. Используйте аналогичные сочетания слов и синонимы

Система сможет не понять какое-либо сочетание слов и перевести его неправильно. Например, у запроса «стол для компьютера» более 700 лотов, тогда как у запроса «компьютерный стол» всего 10.

4. Не допускайте ошибок в названиях, используйте​​всегда​​оригинальное наименование​​продукта

Если вы, например, ищете стекло на ваш смартфон, нужно забивать «стекло на xiaomi redmi 4 pro», а не «стекло на сяоми редми 4 про».

5. Сокращения и аббревиатуры пишите по-английски

Если приводить пример, то словосочетание «ступица бмв е65» выдаст отсутствие результатов из-за того, что в e65 буква е русская. Система этого не понимает. Чтобы автоматика распознала ваш запрос, нужно ввести то же самое, но на английском — «ступица BMW e65».

6. Мало результатов? Ищите не только в названии объявления, но и в описании!

Не все продавцы пишут в названии объявления нужные параметры для поиска, поэтому воспользуйтесь функцией поиска в описании объявления! Например, вы ищите турбину и знаете ее номер «711006-9004S», вставьте в поисковую строку номер, выберете галочкой “искать в описании” — система выдаст намного больше результатов!

7. Смело ищите на польском, если знаете название нужной вещи на этом языке

Вы также можете попробовать использовать Яндекс или Google переводчики для этих целей. Помните, что если возникли неразрешимые проблемы с поиском, вы всегда можете обратиться к нам за помощью.

Лазерный диод

(650 нм) Характеристики, спецификации и техническое описание

Характеристики
  • Соответствует RoHS (ограничение содержания вредных веществ)
  • Уровень качества высокий
  • Стоимость экономная
  • Длина волны от 635 нм до 660 нм
  • Время нарастания и спада 0,5 нс
  • В наличии упаковка: — TO-18 (диам. 5,6 мм), TO-5 (диам. 9 мм)

Технические условия
  • Рабочая температура: — -10 ~ + 40 ℃
  • Температура хранения: — -15 ~ + 85 ℃
  • Выходная мощность (Po): — 5 мВт
  • Нормальное и максимальное рабочее напряжение 2.2 и 2,7 соответственно
  • Пороговый ток в минимальном, нормальном и максимальном состоянии составляет 15, 20 и 30 мА
  • Рабочий ток от 65 до 80 мА
  • Отклонение угла луча: —
    • Для параллельного и перпендикулярного положения от -3 до 3 градусов
  • Расходимость луча: —
    • Для параллельных условий это от 8 до 12 градусов
    • Для перпендикулярного положения от 23 до 32 градусов

Кривые характеристик
1.Влияние температуры на работу лазерного диода

Этот график находится между оптической выходной мощностью и прямым током. Из графика видно, что выходная мощность лазера будет видна только в том случае, если она будет выше порогового значения лазерного диода. Перед пороговым значением выход лазерного диода равен нулю. После порогового значения мощность лазерного диода увеличивается с небольшим увеличением прямого напряжения. Влияние температуры на работу лазерного диода показано на графике ниже:

2.Расходимость лазерного луча в параллельной и перпендикулярной плоскости

3. прямое напряжение, v / с Прямой ток

4. Выходная мощность относительно прямого тока

Если направление движения тока вперед и выходная мощность постоянно увеличивается, после уровня излома лазер сталкивается с внезапным выходом из строя, который является уровнем COD (катастрофического оптического повреждения). На этом уровне из-за высокой оптической плотности кристалл на лицевой стороне диода плавится.При производстве красных лазеров особое внимание уделяется тому, чтобы избежать скачков напряжения, таких как статическое электричество, и увеличения тока, потому что в красном лазере колебания возникают с малой мощностью от 2 до 3 мВт даже после пробоя. При повреждении элемента лазер повреждается или становится неработоспособным.

Как использовать лазерный диод?

Если мы хотим использовать лазерный диод , тогда у нас должна быть схема драйвера лазерного диода .Поскольку это помогает ограничить ток, затем подайте его на лазерный диод. Лазерный диод может работать должным образом только с помощью этой схемы, если мы напрямую подключим его к источнику питания, из-за большего тока он повредит, а если значение тока низкое, то лазерный диод не будет работать. Схема драйвера лазерного диода помогает обеспечить правильное значение тока для работы лазерного диода. Для изготовления схемы драйвера лазерного диода нам понадобится несколько цифр. компонентов, таких как резистор, конденсатор и регулятор напряжения IC.

Первый конденсатор в цепи фильтрует высокочастотный шум от источника постоянного тока. Второй конденсатор работает как балансировщик нагрузки, используемый для фильтрации колеблющихся сигналов выходного напряжения. И микросхема регулятора напряжения используется для обеспечения фиксированного выходного напряжения, и мы можем регулировать выходное напряжение, изменяя значение резистора. Вы можете использовать потенциометр вместо резистора (R2) для регулировки интенсивности лазерного света.

Приложения
  • Промышленное применение: Гравировка, резка, разметка, сверление, сварка и т. Д.
  • Медицинские приложения: для удаления нежелательных тканей, диагностики раковых клеток с помощью флуоресценции, стоматологических препаратов.
  • Телекоммуникации
  • Военная заявка
  • Хранение данных

2D-модель

Технические характеристики и характеристики лазерного диода

»Электроника

— сводка или обзор технических характеристик, параметров и характеристик лазерных диодов, используемых при определении рабочих характеристик лазерных диодов для таблиц данных.


Лазерный диод Включает:
Основы лазерного диода Типы лазерных диодов Состав Как работает лазерный диод Характеристики Надежность

Другие диоды: Типы диодов


При использовании лазерного диода важно знать его рабочие характеристики. Соответственно, спецификации лазерных диодов требуются при проектировании оборудования, использующего лазерные диоды, или при обслуживании с использованием близких к ним эквивалентов.

Как и любые электронные компоненты, многие спецификации являются относительно общими, но другие параметры, как правило, больше ориентированы на конкретный компонент.Это верно для технических характеристик и характеристик лазерных диодов.

Существует ряд спецификаций лазерных диодов или характеристик лазерных диодов, которые являются ключевыми для общей производительности, и они изложены в общих чертах.

Л / И характеристика лазерного диода

Одной из наиболее часто используемых и важных спецификаций или характеристик лазерных диодов является кривая L / I. Он отображает подаваемый ток возбуждения в зависимости от светоотдачи.

Эта спецификация лазерного диода используется для определения тока, необходимого для получения определенного уровня светоотдачи при заданном токе.Также видно, что световой поток также очень зависит от температуры.

Лазерный диод L / I Характеристика

Из этой характеристики видно, что существует пороговый ток, ниже которого лазерное воздействие не происходит. Лазерный диод должен работать вне этой точки, чтобы обеспечить надежную работу во всем диапазоне рабочих температур, поскольку пороговый ток возрастает с увеличением температуры. Обычно обнаруживается, что пороговый ток лазера экспоненциально растет с температурой.

КПД лазерного диода

Параметр эффективности лазерного диода можно определить по кривой L / I. Однако это легче визуализировать, если построить график отдельно. Ввиду важности эффективности лазерного диода это часто полезно наносить на график.

График характеристики КПД лазерного диода показывает, что КПД падает с повышением температуры. Типичная спецификация лазерного диода для эффективности будет около 0,3 мВт на мА при температуре около 25 ° C и упадет примерно на 0.01 на каждые 10 ° C повышения.

Характеристика слежения за лазерным диодом

Многие корпуса лазерных диодов включают второй фотодиод для контроля выходной мощности лазера. Таким образом, выходная мощность лазера может контролироваться и стабилизироваться — выходной сигнал контрольного диода возвращается в схему управления и возбуждения лазерного диода. Обычно для измерения используется нежелательный свет, исходящий от задней поверхности лазерного диода, поскольку этот свет нельзя использовать где-либо еще.

Для точного управления выходной мощностью лазера необходимо, чтобы контрольный диод точно отслеживал выходную мощность лазерного диода. Ток контрольного фотодиода прямо пропорционален световому потоку лазера, поэтому используется показатель, известный как коэффициент отслеживания. Измеряется в мА / мВт, это отношение тока фотодиода в миллиамперах к световому потоку лазерного диода в милливаттах.

Спецификация лазерного диода для V / I

Технические характеристики лазерного диода для прямого напряжения на диоде требуются в ряде областей конструкции.Часто производители лазерных диодов предпочитают размещать напряжение на вертикальной оси.

Характеристика V / I лазерного диода

Из диаграммы видно, что напряжение на лазерном диоде обычно составляет около 1,5 В, хотя необходимо проверить конкретный рассматриваемый лазерный диод. Характеристики прямого напряжения будут варьироваться в зависимости от материалов, используемых в диоде, тока и т. Д.

Хотя прямое напряжение зависит от температуры, это обычно не является важным фактором.

Спецификация обратного напряжения

Лазерные диоды легко повреждаются обратным напряжением. Поэтому неразумно допускать обратное смещение лазерного диода.

Максимальный обратный ток 10 мкА обычно является максимально допустимым уровнем обратного тока.

Диаграмма направленности пучка в дальней зоне лазерного диода

Форма луча излучаемого света является важной характеристикой лазерного диода с оптической точки зрения. Свет, исходящий от самого диода, не коллимируется, но обычно имеет форму овального светового конуса.Эллиптичность возникает из-за того, что область излучения или апертура диода представляет собой щель в плоскости, параллельной переходу.

Расходимость светового луча измеряется при углах половины максимальной световой мощности в осях, перпендикулярных и параллельных активной области лазерного диода.

Типичные значения — 30 ° и 12 ° для двух углов эллиптического конуса.

Спецификация длины волны лазерного диода

Спецификация лазерного диода для длины волны является одним из ключевых параметров в таблице данных.Это определит многие области применения лазерного диода.

Длина волны обычно указывается в нм — нанометрах.

В то время как другие виды лазеров могут обеспечивать стабильный сигнал с точки зрения длины волны, лазерные диоды, как известно, в этом отношении плохи. На них влияют как ток возбуждения, так и температура. Изменения температуры влияют на ширину запрещенной зоны и, следовательно, на профиль частоты усиления перехода.

Типичные значения изменения длины волны относительно напряжения могут быть около 0.От 1 до 0,5 нм / ° C, но это очень зависит от устройства, его частоты и ряда других соображений.

Спецификация одномодовых / многомодовых лазерных диодов

Лазерные диоды могут быть одномодовыми или многомодовыми. Эти два типа лазерных диодов обычно используются для разных целей.

То, является ли лазерный диод одномодовым или многомодовым, определяется геометрией самого лазерного диода. В вертикальном направлении свет содержится в очень тонком слое, и структура поддерживает только один оптический режим работы в направлении, перпендикулярном слоям.Однако, если волновод широк по сравнению с длиной волны света в боковом направлении, тогда волновод может поддерживать несколько боковых оптических режимов, и лазер известен как «многомодовый» лазерный диод.

Многомодовые лазерные диоды

обычно используются там, где требуется большая мощность, а для работы с более высокими уровнями мощности требуется лазерный диод большего размера.

В приложениях, где требуется небольшой сфокусированный луч, волновод должен быть узким по сравнению с длиной волны генерируемого света.В результате лазерный диод может поддерживать только одну боковую моду. Создаваемый пучок затем ограничивается дифракцией с точки зрения его дисперсии. Эти одномодовые лазерные диоды используются для оптических накопителей, лазерных указателей и волоконной оптики. Обратите внимание, что эти лазеры могут по-прежнему поддерживать несколько продольных мод и, таким образом, могут генерировать одновременно несколько длин волн.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Поставщики средств беспроводной связи и ресурсы

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN


RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤


Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤


Основы и типы замирания : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые замирания и т.д. Читать дальше➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤


5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP


Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ >>


Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF


В этом руководстве GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS-вызовов и восходящая линия связи PS-вызовов.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.


RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.УКАЗАТЕЛЬ испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест устройства на соответствие WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH


Поставщики, производители радиочастотных беспроводных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггерные коды labview


* Общая информация о здоровье населения *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB



СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


Учебники по беспроводной связи RF



Различные типы датчиков


Поделиться страницей

Перевести страницу

Разница между светодиодами и лазером (со сравнительной таблицей)

Существенная разница между светодиодами и лазером заключается в принципе работы. LED излучает свет в результате рекомбинации носителей заряда через P-N переход, в то время как LASER излучает свет в результате ударов фотонов об атоме и заставляет их испускать аналогичный фотон. Лазер работает по принципу стимулированного излучения , а светодиод работает по принципу Electro-luminance.

Таким образом, в ЛАЗЕРЕ каждый выпущенный фотон ударяется о другой атом, чтобы высвободить аналогичный фотон, и, следовательно, полученный таким образом луч света когерентен по своей природе.Напротив, свет, производимый светодиодами, некогерентен. Таким образом, свет, излучаемый светодиодом, состоит из многих цветов, в то время как световой луч, генерируемый ЛАЗЕРОМ, является монохроматическим, то есть одноцветным светом.

LED — это аббревиатура от Light Emitting Diode , а LASER — это сокращенный термин, используемый для Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

Содержание: LED и LASER

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение


Таблица сравнения

Параметры LED LASER
Принцип работы Электрояркость Стимулированное излучение
Полная форма Светоизлучающий диод Усиление света вынужденным излучением
Отклик Медленный отклик Быстрый отклик по сравнению со светодиодом
Управляющий ток Диапазон от 50 до 100 мА. Диапазон от 5 до 40 мА.
Природа излучаемого света Некогерентный, состоит из разных цветов. Когерентный и монохроматический.
Зона стыка во время производства Широкая зона стыка Узкая и малая развязка
Диапазон пропускной способности Он находится в диапазоне от 10 до 50 ТГц. Он находится в узком диапазоне, т.е. от 1 МГц до 2 МГц.
Эффективность преобразования энергии в свет Приблизительно 20% Приблизительно 70%
Числовая апертура полученного светового луча Больше у светодиодов Чрезвычайно низкая по сравнению со светодиодами.
Стоимость Низкая стоимость и, следовательно, экономичность. Высокая стоимость, поэтому используется в конкретном приложении.


Определение светодиода

Светодиод считается источником оптики для различных ответственных приложений. Главный принцип его работы — это электрическая яркость. В этом явлении смещенный вперед P-N переход излучает свет, когда электроны и дырки рекомбинируют в переходе.

Электроны в зоне проводимости находятся на более высоком энергетическом уровне, а дырки находятся в валентной зоне, которая находится на более низком энергетическом уровне.Когда эти электроны из зоны проводимости прыгают в валентную зону, они выделяют некоторое количество энергии. Эта энергия может быть в виде тепла или света.

Рекомбинация носителей заряда будет либо экзотермической, либо эндотермической реакцией. Если электроны находятся на более высоком уровне энергии, и они имеют тенденцию объединяться с дыркой, они должны излучать энергию. Поскольку рекомбинация происходит только тогда, когда энергии обоих рекомбинирующих носителей заряда должны быть сопоставимы.

Полупроводники, такие как германий и кремний, излучают энергию в виде тепла, в то время как полупроводники, такие как GaAsP (арсенидфосфид галлия) и GaP (фосфид галлия), излучают энергию в форме света.Таким образом, этот тип полупроводника используется в производстве светодиодов.

Светодиоды

имеют большое значение по сравнению с различными оптоэлектронными устройствами, поскольку они обладают малым временем отклика порядка 0,1 микросекунды. Свет, излучаемый светодиодами, состоит из различных излучений с узкой длиной волны. Он состоит из видимого излучения.

Если сравнить эффективность преобразования энергии в свет у светодиодов с вольфрамовой лампой, она будет в 10-50 раз выше, чем у них, что явно делает их подходящим оптоэлектронным устройством.

Определение LASER

ЛАЗЕР работает по принципу вынужденного излучения. Таким образом, это называется усилением света за счет вынужденного излучения излучения. Вынужденное излучение — это излучение фотона при попадании в атом аналогичного фотона.

Если электрическая энергия подводится к электрону на более низком энергетическом уровне, он перескакивает из валентной зоны в зону проводимости, поглощая дополнительную энергию, переданную ему. Этот процесс называется абсорбцией.

Когда электрон находится на более высоком уровне энергии, он нестабилен, чтобы стать стабильным, он выделяет некоторую часть своей энергии. Эта энергия может быть в виде тепла или света. Если высвобождаемая энергия находится в форме света, она испускает фотон. Этот процесс называется спонтанным излучением.

Когда фотон ударяется об атом, он ударяет электроны в более высоком энергетическом состоянии, тогда в результате столкновения эти электроны станут нестабильными из-за высокой энергии и энергии, передаваемой падающим фотоном.Таким образом, этот электрон перейдет в более низкое энергетическое состояние и выпустит фотон в дополнение к падающему фотону. Это называется вынужденным излучением.

В ЛАЗЕРНОМ диоде возникает вынужденное излучение. Световой луч формируется путем испускания фотона, который похож на падающий фотон. И эти испускаемые фотоны будут испускать больше фотонов, чем падающий. Таким образом, полученный пучок является когерентным и монохроматическим.

Ключевые различия между светодиодами и лазером

  1. Световой луч, производимый светодиодами и лазером, также создает ключевое различие между светодиодами и лазером.Свет, излучаемый LED , состоит из разных цветов, в то время как световой луч, излучаемый LASER , состоит из одноцветного .
  2. Принцип работы светодиода и лазера также существенно различается. Светодиод работает полностью по принципу электро-яркости, что означает свечение с помощью электронов. С другой стороны, ЛАЗЕР работает по принципу стимулированного излучения .
  3. Еще одно ключевое различие между светодиодами и лазером — это площадь стыка . Область соединения в случае ЛАЗЕРА чрезвычайно узкая, так как свет может проходить из чрезвычайно малой области в случае ЛАЗЕРА. С другой стороны, у светодиода площадь соединения шире. Таким образом, свет может проходить на большой площади.
  4. Концентрация носителей заряда , таких как электрон и дырка, также различается в светодиодах и лазерах. В случае лазера концентрация очень высока, в то время как у светодиода она очень мала. Таким образом, лазер используется в хирургическом инструменте в области медицины, поскольку он обладает достаточной энергией, чтобы даже разрезать объект, соприкасающийся с ним.


Заключение

LED и LASER, оба являются оптоэлектронными устройствами, оба устройства генерируют свет. Но принцип работы светогенерации и строительной архитектуры создает разницу. Выходная мощность лазерного диода находится в диапазоне от 20 до 100 мВт.

При работе с этими оптоэлектронными устройствами следует проявлять осторожность при работе с этими оптоэлектронными устройствами, особенно с ЛАЗЕРОМ. Он генерирует пучок высокой энергии.

Замена лазерных диодов на светодиоды и наоборот

Светоизлучающие диоды (светодиоды), вероятно, являются наиболее часто упоминаемыми электронными компонентами всех времен, находящими все больше применений с каждой минутой и наиболее быстро развивающимися.Лазерные диоды также подходят для множества приложений и занимают прочное место в сообществе дизайнеров. И оба продукта существуют достаточно долго, чтобы сказать, что они здесь, чтобы остаться.

Лазерные диоды и светодиоды находят первоначальное применение в качестве источников света; однако они различаются по размеру, цене и мощности. Эти различия сужаются, и светодиоды начинают проявлять себя как жизнеспособные альтернативы почтенным лазерным диодам. Давайте кратко рассмотрим их по отдельности, а затем рассмотрим, как они взаимозаменяемы.

Лазерные диоды

У лазерных диодов и светодиодов

есть по крайней мере одно общее: они оба излучают свет (рис. 1). Проще говоря, лазерный диод — это усилитель света, способный испускать узкий сфокусированный луч света. Монохроматические по своей природе, лазерные диоды имеют апертуру, которая фокусирует неколлимированный свет в овальный конус шириной примерно 0,6 мм на вершине конуса и расширяющийся примерно до 120 мм на расстоянии 15 м. Типичный угол конуса составляет от 12 ° до 30 °.

РИС. 1. Лазерные диоды и светодиоды имеют несколько общих черт, наиболее очевидным из которых является их общая способность действовать как источник света. Это видно по их схематическим обозначениям.

В зависимости от компонента уровни мощности света варьируются от нескольких милливатт (мВт) до сотен ватт. Например, использование лазерного диода в качестве источника света для функций ввода с помощью сенсорного устройства и указательного устройства требует малой выходной мощности, в то время как лазеру для резки стекла или хирургических операций может потребоваться пара сотен ватт.

По сути, полупроводники, лазерные диоды относятся к одной из двух категорий: инжекционные лазеры (ILD) и полупроводниковые лазеры с оптической накачкой (OPSL), оба из которых могут использоваться в качестве источников света для множества приложений. Типичный ILD имеет длинный узкий канал с отражающими концами для направления и фокусировки света. Он работает как светодиод в том смысле, что световое излучение зависит от тока, протекающего через PN-переход, однако он отличается своей способностью удерживать и фокусировать свет, а также возможностями пониженного энергопотребления.Вместо PN-перехода OPSL стимулируют полупроводниковый чип III-V для генерации оптического усиления и лазер, скорее всего, ILD, в качестве световой накачки. Преимущества OPSL — лучший выбор длины волны и отсутствие помех от внутренних электродов.

Также доступны несколько популярных типов лазерных диодов. К ним относятся лазерные диоды с двойной гетероструктурой, которые заполняют слой материала с малой шириной запрещенной зоны между двумя слоями материала с большой шириной запрещенной зоны. Типичные материалы включают арсенид галлия (GaAs) и арсенид алюминия-галлия (AlGaAs).Другие типы лазеров включают в себя одно- и множественные квантовые ямы, гетероструктуру с раздельным ограничением и лазерные диоды с распределенной обратной связью.

Вероятно, наиболее распространенными и популярными типами являются лазерные диоды с вертикальным резонатором и поверхностным излучением (VCSEL) и лазерные диоды с вертикальным внешним резонатором (VECSEL). VCSEL излучают высококачественный луч света в направлении, перпендикулярном пластине. Мощность составляет несколько милливатт. Для мощных конструкций VECSEL представляют собой полупроводниковые лазеры с поверхностным излучением и внешним резонатором с оптической накачкой, генерирующие выходную мощность в несколько ватт с более высоким качеством луча, чем VCSEL.

Для приложений в качестве источника света длина волны лазерного диода является одной из наиболее важных характеристик. В зависимости от материала лазера длины волн обычно варьируются от 405 нм для сине-фиолетового лазера на нитриде индия-галлия (InGaN), обычно используемого в дисководах Blu-ray и HD DVD (рис.2), до 3330 нм для галлия, сурьмы, мышьяка ( GaSbAs) лазеры, используемые для датчиков газа (рис. 3). Типичные значения изменения длины волны относительно приложенного напряжения составляют приблизительно от 0,1 до 0.5 нм / ° C, в зависимости от типа компонента и его частоты.

РИС. 2: Сине-фиолетовый лазер на нитриде индия-галлия (InGaN) с длиной волны 405 нм находит жизнеспособное применение в приводах дисков Blu-ray, HD DVD и аудио CD. Справа появляется типовая сборка.

РИС. 3: Этот лазерный диод с длиной волны 3200 нм, похожий на другие типы лазерных диодов, подходит для газоизмерительных приложений.

Светодиоды

Светоизлучающие диоды (светодиоды) намного проще лазерных диодов и имеют несколько общих атрибутов, включая их полупроводниковое происхождение и способность действовать как источник света.Светодиоды также в некотором смысле более универсальны. Во-первых, светодиоды подходят для более широкого круга основных приложений, и большинство людей более осведомлены о светодиодах, а не о лазерных диодах.

В то время как лазерные диоды фокусируют свет в тонкий конический луч, светодиоды рассеивают свет равномерным, но широким узором вокруг своих куполов (рис. 4). Насколько далеко рассеивается свет, зависит от размера и мощности светодиода, то есть чем больше и мощнее, тем больше расстояние и рассеивание. Однако это не означает, что они не могут излучать точно сфокусированный свет.Доступны различные корпуса и компоненты, такие как световые трубки, которые направляют светодиодный свет с почти предельной точностью (рис. 5). Также на рынке представлены различные модули, такие как световой коллиматор (рис. 6).


РИС. 4: Анатомия стандартного светодиода, свет широко рассеивается от верхней части (купола) компонента.

РИС. 5: Световая трубка направляет светодиодный свет от печатной платы, на которой он находится, на внешнюю печатную плату.

РИС.6: Этот коллиматор фокусирует светодиодный свет в соответствии с требованиями приложения.

Полупроводниковый источник света. Доступны светодиоды трех типов: маломощные (от 2 мА до 20 мА), средней мощности (от 100 мА до 1 Вт) и высокомощные (от 1 до 3 Вт и выше на горизонте). Длины волн не достигают досягаемости лазерных диодов; Светодиоды имеют диапазон от менее 400 нм (ультрафиолетовый) до примерно 760 нм (инфракрасный). В диапазоне от 400 до 760 нм компоненты доступны в радуге цветов: белом, пурпурном, фиолетовом, синем, зеленом, желтом, оранжевом и красном.То, что не делается с лазерными диодами, если требуются другие цвета и / или оттенки, можно смешивать цвета светодиодов для достижения уникального оттенка или цветовой вариации. Например, поскольку смешивание синего и желтого дает зеленый цвет, пользователи могут получить различные оттенки и оттенки зеленого, изменяя интенсивность или количество синих или желтых светодиодов (рис. 7).

РИС. 7: Вы можете смешивать светодиоды для достижения определенного цвета или оттенка. В этом случае синие и желтые светодиоды смешиваются, и их яркость меняется для получения разных оттенков зеленого.

Лазеры и светодиоды также имеют схожий состав. Типичные светодиодные материалы включают селенид цинка (ZnSe), нитрид индия-галлия (InGaN), карбид кремния (SiC), кремний (Si), арсенид галлия (GaAs), арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) и другие. Более того, по большей части оба компонента генерируют свет, пропуская ток через PN-переход.

Не совсем готовы в качестве альтернативы лазерам, но нуждаются в кратком упоминании — это органические светодиоды (OLED) и светодиоды с квантовыми точками.В настоящее время OLED-светодиоды не могут достичь необходимого более высокого уровня мощности и стоят дороже, чем стандартные светодиоды. Квантовые точки — это полупроводниковые нанокристаллы, которые настраиваются из видимого диапазона во всем инфракрасном спектре. Следовательно, светодиоды с квантовыми точками могут создавать практически любой цвет. Светодиоды на квантовых точках все еще находятся в стадии разработки, они открывают большие перспективы для новых приложений.

Light Sourcing Apps

Основные области применения светодиодов — это свет для индикаторов (включение / выключение, различные функции и т. Д.).), общее освещение (освещение в доме, офисе, на заводе и т. д.) и вывески (светофоры, рекламные щиты, информационные киоски и т. д.). Эти компоненты также обеспечивают подсветку в телевизорах с плоским экраном и, как некоторые считают, фактически формируют все пиксели, необходимые для отображения высокой четкости.

Светодиоды

обеспечивают свет различных цветов от инфракрасного до ультрафиолетового для контрольно-измерительных приборов, волоконной оптики, компонентов изменения звука, устройств указания и сенсорных экранов, сенсорных цепей и многого другого.Их также можно использовать в качестве фотодиодов, способных к фотоэмиссии и детектированию. В последнее время светодиоды становятся экономичной альтернативой лазерным диодам в определенных областях применения.

Помимо световых шоу, указателей и других новинок, лазерные диоды находят серьезное применение в качестве источника света для волоконно-оптической связи, набора контрольно-измерительных приборов и считывателей штрих-кода. Они также позволяют использовать сканеры изображений и высокоскоростные принтеры с высоким разрешением.

Инфракрасные и красные лазерные диоды излучают свет через отверстия в компактных аудиодисках, CD-ROM и бесчисленных DVD с их различными форматами, которые представляют цифровую аудио / видео информацию.Мощные лазерные диоды могут разрезать металлы, деликатно обрезать драгоценные металлы и драгоценные камни, превращая их в ювелирные украшения, а также выполнять стоматологические и хирургические работы с предельной легкостью, точностью и точностью, хотя и не для подробного рассмотрения здесь, но их стоит добавить в резюме. безопасность.

Светодиод против лазерного диода

Прежде чем идти дальше, светодиодам предстоит пройти несколько миллионов миль, прежде чем они смогут сравниться с выходной мощностью мощных лазерных диодов. Поэтому в ближайшее время вам не придется резать бриллианты или делать аппендэктомию с помощью светодиода.С учетом вышесказанного, существует множество приложений с низким и средним энергопотреблением, для которых светодиоды являются кандидатами на замену лазерам.

Волоконно-оптические системы

Являясь основным продуктом волоконно-оптических систем связи, лазерные диоды преобразуют электрические сигналы в свет и вводят его в оптоволоконный кабель. Поскольку лазеры могут точно фокусировать свет, они идеально подходят для этого применения, однако светодиоды прошли долгий путь со времен их использования в качестве индикаторов включения / выключения.

Предлагая те же длины волн, которые необходимы для передачи по оптоволокну, светодиоды имеют значительные преимущества перед лазером.К ним относятся меньший вес, меньшая занимаемая площадь, простота установки, небольшие светоизлучающие области, совместимые с волокном, высокая яркость, низкое тепловыделение, более длительный срок службы и, что наиболее важно, более низкая стоимость. В таблице 1 представлено базовое сравнение характеристик светодиодов и лазерных диодов (таблица 1).

Одним из примеров светодиода для оптоволоконных приложений является IF-E97 от Industrial Fiber Optics (http://i-fiberoptics.com). Компонент определяет типичную максимальную длину волны 660 нм, максимальную выходную мощность, передаваемую в пластиковое волокно с сердечником диаметром 1 мм, равное 425 мВт, и максимальное прямое напряжение, равное 2.1В (рис.9).

РИС. 9: Подходит для оптоволоконных приложений вместо лазерного диода, светодиод IF-E97 обеспечивает максимальную длину волны 660 нм и максимальную связанную выходную мощность 425 мВт.

В отличие от IF-E97, Laser Components ‘(http://www.lasercomponents.com/us/) Лазерный диод Red Wonder с косичками от 635 до 690 нм и красным светом обеспечивает минимальную выходную мощность от 10 мВт (рис. 10). Несмотря на то, что он способен обеспечивать более высокую мощность, чем IF-E97, в широком диапазоне приложений можно легко использовать менее дорогой светодиод.Одна из причин заключается в том, что если вам нужно больше светового потока от светодиода, используйте более высокий, хотя и импульсный, прямой ток.

РИС. 10. Узлы лазерных диодов часто бывают такими же по размеру, как и светодиодные аналоги, что делает замену или замену довольно простой.

Кроме того, в большинстве случаев корпуса для лазерных диодов и светодиодных сборок аналогичны. Модификации печатной платы, хотя и не совсем заменяемые, могут быть легко заменены.

Светодиодная или лазерная печать

Такие компании, как Oki Data и Panasonic, продвигают светодиодную печать в течение нескольких лет.Разработчики OKI Data считают, что цифровые светодиодные источники света намного превосходят лазерные системы. Они заявляют, что источник с несколькими светодиодами состоит из тысяч отдельных твердотельных источников света, которые светят через фокусирующие линзы на поверхность барабана. Поскольку массив растягивается прямо через барабан, процесс устраняет все ошибки параллакса и ошибки синхронизации.

Обе компании придерживаются теории, согласно которой меньший размер точки означает более высокое разрешение. Они представляют собой хороший случай, поскольку лазерные головки могут создавать точки размером около 60 мкм, в то время как цифровая светодиодная технология может создавать точки размером до 34 мкм.

В принтерах

на основе лазерных диодов и светодиодов используется та же технология электрофотографии, что и в копировальных аппаратах. Старый и проверенный, светодиодный или лазерный, электрофотографический процесс требует нескольких этапов. Для начала фотопроводящая пластина заряжается статическим электричеством. Во-вторых, механизм экспонирует пластину оптическому изображению через свет. Когда части пластины выборочно разряжаются, на ее поверхности формируется изображение.

Этап проявления включает в себя нанесение тонкого порошка (тонера) на пластину, выбрасываемую избирательно.Тонер прилипает к заряженным участкам и образует печатное изображение. Затем электростатическое поле переносит изображение на светочувствительной поверхности на лист бумаги, и, наконец, изображение навсегда сливается с бумагой с помощью тепла и давления.

Лазерные и светодиодные принтеры различаются конструкцией и процессом сканирования (рис. 11). Подобно сканированию электронного луча, используемому в ЭЛТ, в лазерных принтерах используется блок лазерного луча и сканера для формирования изображений на фотопроводнике по одному биту за раз. Контроллер модулирует лазерный луч и направляет его через линзу на многоугольное зеркало.Луч отражается от зеркала и проходит через систему сканирующих линз, которая кондиционирует и корректирует луч, а затем сканирует его на фотопроводник.

РИС. 11: Боковое изображение лазерного (слева) и светодиодного (справа) принтеров показывает, что светодиодный принтер использует меньше деталей, чем его лазерный аналог.

В качестве альтернативы светодиодные принтеры полагаются на массив небольших светодиодов для создания изображения, что устраняет необходимость в сканере. Это также приводит к уменьшению количества движущихся частей.

Один недостаток — немного медленная печать со светодиодами. В настоящее время цены на лазерные и светодиодные технологии примерно одинаковы, но цены на светодиоды снижаются, поэтому более низкие цены на принтеры можно предвидеть. И снова светодиод оказался жизнеспособной заменой лазеру.

Светодиоды и лазеры Совместная работа

Так же не всегда бывает, какая технология лучше. Светодиодные и лазерные технологии могут работать вместе как источник света, обеспечивая лучшее из обоих миров.Одним из примеров является система источников света NanoLED от Horiba Scientific (http://www.horiba.com).

Система состоит из контроллера NanoLED-C2 и ряда сменных лазерных диодных и светодиодных головок (рис. 12). Доступны два контроллера NanoLED: настольный модуль NanoLED-C2 для автономной работы и модуль контроллера FluoroHub с подключаемой дополнительной платой FluoroHub-NL с программным управлением.

РИС. 12: NanoLED от Horiba Scientific объединяет лазерные диоды и светодиодные источники в единую систему.

Светодиодные источники

генерируют импульсы наносекундной длительности (нс), в то время как лазерные диодные источники генерируют импульсы пикосекундной длительности. Также доступны варианты лазерных диодов с высокой интенсивностью, которые генерируют импульсы длительностью примерно 1 нс.

Используя технологии лазерных диодов и светодиодов, NanoLED генерирует короткие оптические импульсы длительностью до 70 пикосекунд (пс) в диапазоне частот повторения до 1 МГц и длин волн. В зависимости от модели, длины волн варьируются от 375 нм ± 10 нм при <200 пс (модель N-375L) до 1310 нм ± 20 нм при <500 пс (модель N1310L).Дополнительные функции включают регулируемую фокусирующую линзу, неполяризованные выходы и ширину импульса ниже 370 нм для некоторых светодиодов, доступных по запросу.

Одно из многих высокопроизводительных применений этой системы — подкладка лазеров и светодиодов в прототипе, чтобы определить, какая из двух технологий лучше всего подходит для дизайна. Другие приложения многочисленны. Они включают в себя возбуждение с помощью коррелированного по времени счета одиночных фотонов (TCSPC), флуоресцентную спектроскопию, тестирование отклика детектора, секвенирование ДНК, а также для замены лазера и импульсных ламп с синхронизацией мод в недорогих или портативных устройствах.

Доступна справка по адаптации

Говоря об адаптации лазерных систем для работы со светодиодами и наоборот, есть компоненты, которые сделают эту задачу без боли и пота. Thorlabs (http://www.thorlabs.com) — одна компания, предлагающая ряд монтажных компонентов для обоих типов источников света.

Для светодиодов в оптоволоконных приложениях крепление LEDMF поддерживает корпуса T1-3 / 4 или TO-18 с использованием входящего в комплект переходного кольца (рис. 13). Крепления для светодиодов S05LEDM и S1LEDM — это SM05 (0.535 «-40) с резьбой и SM1 (1.035» -40), соответственно, и удерживают пакеты TO-18, TO-39, TO-46 или T1-3 / 4 с использованием прилагаемых переходных колец. Наружная резьба позволяет использовать их в широком спектре оптико-механических устройств, совместимых с SM05 или SM1, включая кинематические крепления компании, тубусы объектива, подвижные крепления XY, 16-миллиметровые пластины клетки (совместимые с SM05) и пластины клетки 30 мм (SM1 -совместимый).

РИС. 13: Для оптоволокна и других конструкций крепление Thorlabs LEDMF поддерживает корпуса светодиодов T1-3 / 4 или TO-18.

Поддерживая лазерные диоды, S05LM9 и S1LM9 устанавливают 5,6-мм или 9-мм лазерные диоды непосредственно в системы линз SM05 или SM1 соответственно (рис. 14). Оба компонента поставляются с одним алюминиевым адаптером и двумя черными стопорными кольцами. Для облегчения сборки установок на основе тубуса объектива лазерный диод выравнивается по оптической оси тубуса объектива.

РИС. 14: Как показано на рисунке, S05LM9 и S1LM9 устанавливают 5,6-мм или 9-мм лазерные диоды непосредственно в системы линз SM05 или SM1.

Экономия наибольшего в пользу наименьшего числа последних

Наконец, вероятно, наиболее привлекательным преимуществом использования светодиодов вместо лазерных диодов является фактор безопасности. На данный момент светодиоды не должны соответствовать требованиям безопасности для глаз, общим для лазерных диодов. Это снижает некоторые затраты на испытания и устраняет необходимость маркировать сборку в соответствии с указанными стандартами безопасности. По мере того, как светодиоды становятся все более мощными и развиваются еще более точные методы фокусировки, вскоре может потребоваться некоторая работа по определению их безопасности, но до тех пор все идет.

Существует гораздо больше приложений, традиционно использующих лазерные диоды в качестве источников света, где светодиоды доказывают свою эффективность, надежность, долговечность и меньшую стоимость. На данный момент кажется, что большая часть возможностей роста лежит на рынках здравоохранения и медицины. Хотя эоны времени выходят за рамки данной публикации, один пример заслуживает краткого упоминания: оптогенетика.

Довольно новая область исследований, начавшаяся примерно в 1999 году, оптогенетика пытается использовать источник света для избирательного и точного контроля активности нейронов в определенных клетках человеческого мозга.По данным Open Optogenetics Organization, «Что касается оптогенетических приложений, светодиоды превосходят лазеры почти во всех отношениях. Они дешевле, меньше по размеру, надежнее и проще в управлении. Они вставляются в имплантаты, обеспечивая беспрепятственную доставку света. Но их главный недостаток — сложность подключения их света к оптоволоконному кабелю с высокой эффективностью. Хотя отдельные светодиоды могут излучать до 5 Вт света, свет распространяется во всех направлениях, а не когерентным лучом ». Надеюсь, некоторые из представленных здесь инструментов помогут устранить эти недостатки. ~ MD

Lights88 Модуль красных лазеров 650 нм, 5 мВт Драйвер линейного диодного лазерного светодиодного модуля (2 пакета): Amazon.com: Industrial & Scientific


  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Промышленный лазерный модуль Red Line 650 нм, 5 мВт
  • Красные лазерные диоды мощностью 5 МВт
  • Драйвер лазерного модуля
  • Линейный лазерный луч
  • Лазерный прицел
]]>
Характеристики данного продукта
Фирменное наименование огни88
Цвет Серебряный
Ean 0887898100339
Особенности Лазерный модуль Red Line 650 нм, 5 мВт
Соответствие спецификации 12×35 мм
Код КПСС ООН 32111512
UPC 887898100339

Знакомство с лазерными диодами

Узнайте о лазерных диодах, включая типы корпусов, приложения, схемы управления и некоторые технические характеристики лазерных диодов.

Что такое лазерный диод?

Лазерный диод — это полупроводниковое лазерное устройство, которое по форме и принципу действия очень похоже на светоизлучающий диод (LED).

Термин «лазер» возник как аббревиатура: «Усиление света за счет вынужденного излучения». Следовательно, лазер — это устройство, которое излучает свет посредством процесса оптического усиления, основанного на вынужденном излучении электромагнитного излучения.

Лазерный диод электрически эквивалентен PIN-диоду.PIN-диод (см. Рисунок 1 ниже) — это диод с широкой нелегированной собственной полупроводниковой областью, зажатой между полупроводником типа p и полупроводником типа n . Обе области типа p и n обычно сильно легированы.

Рисунок 1. Изображение PIN-диода. Изображение любезно предоставлено Георгом Виора (доктор Шорш) [CC-BY-SA 3.0]

«Активная область» лазерного диода находится в области (внутренняя).Электроны и дырки (то есть носители) накачиваются в область i из областей n и p соответственно. На рисунке 2 ниже показан лазерный диод в срезанном корпусе. Фактическая микросхема лазерного диода — это маленькая черная микросхема на передней панели; Фотодиод на задней панели используется для управления выходной мощностью.

Рисунок 2. Лазерный диод со срезанным корпусом. Изображение любезно предоставлено Джоном Маушаммером [CC BY-SA 3.0]

Лазерные диоды

, по сравнению со светодиодами, имеют гораздо более быстрое время отклика и могут фокусировать свое излучение на область диаметром всего 1 мкм.

Типы корпусов

Лазерные диоды доступны в различных типах корпусов. Ниже приведены некоторые примеры:

Рис. 3. Корпус лазерного диода TO5 (9 мм). Изображение любезно предоставлено компанией Digi-Key.

Рис. 4. Корпус лазерного диода TO3. Изображение предоставлено Lasermate

Рисунок 5. Комплект лазерных диодов с байонетом C. Изображение предоставлено aitc-group.com

Рисунок 6. Пакет для высоких тепловых нагрузок. Изображение предоставлено RMT Ltd.

Приложения

Ряд небольших лазерных диодов используется в лазерных указках и сканерах штрих-кода. Однако наиболее распространенные лазерные диоды можно найти в CD-ROM и проигрывателях компакт-дисков. Эти типы лазерных диодов излучают невидимый луч на длине волны 780 нм или около нее, то есть в ближнем инфракрасном спектре.См. Рисунок 7 для области ближнего инфракрасного спектра.

Рис. 7. Ближняя инфракрасная область находится в пределах инфракрасного спектра. Изображение любезно предоставлено dew.globalsystemsscience.org

В дисководах

DVD-RW (чтение / запись) используются лазерные диоды большей мощности, чем в компакт-дисках. Еще более мощными являются синие лазерные диоды в проигрывателях Blu-ray (отсюда и название).

Лазерные диоды видимого диапазона используются в сканерах штрих-кода и UPC (универсальный код продукта) (например, в продуктовых магазинах), лазерных указателях и устройствах позиционирования, используемых в рентгеновских аппаратах и ​​сканерах компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии.

Более коротковолновые лазеры (примерно 635 нм), используемые в устройствах DVD, позволяют им хранить примерно в восемь раз больше данных по сравнению с компакт-дисками; DVD-диски могут хранить около 5 ГБ на диск, в то время как компакт-диски могут хранить только около 650 МБ.

Другое применение лазерного света — молекулярная идентификация. Согласно semanticscholar.org, «контролируемая молекулярная фотофрагментация и ионизация, достигаемые с помощью сформированных фемтосекундных лазерных импульсов, сочетаются с масс-спектрометрией, чтобы получить мощный многомерный инструмент для быстрой, точной, воспроизводимой и количественной молекулярной идентификации.«

Коллимирующие линзы (см. Рисунок 8 ниже) используются в установке спектрометров. Эти оптические линзы помогают коллимировать (то есть делать точно параллельный) свет, что позволяет пользователям спектрометра контролировать поле зрения, эффективность сбора и пространственное разрешение.

Рисунок 8. Коллимирующие линзы. Изображение любезно предоставлено Thorlabs.

Схема возбуждения лазерного диода

Во всех лазерных диодах требуется правильная схема возбуждения.Без него диод может испытывать колебания рабочей температуры из-за нестабильной подачи тока. Последствия могут варьироваться от немедленного и необратимого повреждения, вызванного сгоранием диода, до сокращения срока службы диода.

Схема возбуждения в основном подает на диод стабильный и предсказуемый ток. Есть два основных метода, используемых для достижения желаемого стабильного оптического выхода лазерного диода. К ним относятся:

  • Автоматический контроль тока (ACC) или контроль постоянного тока .Этот метод, как бы он ни звучал, подает на диод постоянный ток. Такой подход устраняет необходимость в петле обратной связи фотодиода. Обратной стороной этого простого и недорогого подхода является то, что при изменении температуры лазерного диода изменяется и оптический выход. Однако такие схемы возбуждения могут быть дополнены схемой контроля температуры диодов. Связь постоянного тока с терморегулирующими диодами оказалась популярным решением. Тем не менее, устройства постоянного тока без контроля температуры по-прежнему используются в дешевых, недорогих и маломощных ситуациях и продуктах (подумайте о тех сверхдешевых лазерных указках, которые продаются в магазинах шаговой доступности).
  • Схема автоматического регулирования мощности (APC) . Эта схема управления лазерным диодом использует контур обратной связи фотодиода, который контролирует выходной сигнал и выдает сигнал для управления лазерным диодом. Эта схема управления позволяет лазерному диоду поддерживать постоянный выходной уровень. Этот метод автоматического управления постоянной мощностью предотвращает увеличение выходной оптической мощности при понижении температуры лазерного диода. Однако, если недостаточный отвод тепла приводит к повышению температуры, оптическая мощность снижается.В результате схема возбуждения увеличит ток инжекции, пытаясь поддерживать желаемую постоянную оптическую мощность. Как можно видеть, возможно возникновение теплового разгона, что приведет к повреждению или разрушению лазера.

Какой бы тип схемы возбуждения не использовался, критическим моментом является предотвращение превышения током возбуждения максимального рабочего уровня. Это, даже на наносекунду, может привести к повреждению зеркальных покрытий на торцах лазерных диодов.Другими словами, стандартный лабораторный источник питания никогда не следует использовать для прямого питания лазерного диода, поскольку он не обеспечивает достаточной защиты цепи.

Имейте в виду, что для большинства применений лазерных диодов требуется какой-либо радиатор. Неправильная тепловая конструкция может привести к быстрому повышению температуры перехода лазерного диода, что может привести к выходу из строя, повреждению или разрушению устройства.

Схема драйвера лазерного диода, показанная на рисунке 9 ниже, представляет собой простую схему управления с использованием источника постоянного тока.

Рис. 9. Простая схема драйвера лазерного диода, использующая TI LM317 (PDF).

Более сложная схема лазерного драйвера, показанная на Рисунке 10 ниже, использует 10-битный ЦАП (с использованием 3-проводного последовательного входа) для работы и поддержания постоянной средней оптической выходной мощности лазерного диода. Эта схема также позволяет осуществлять цифровую импульсную / модуляционную модуляцию лазера. Это достигается за счет подключения линии цифрового входа (MOD) к IC4.Кроме того, в этой схеме используется фотодиод в качестве метода обратной связи для генерации тока, пропорционального интенсивности лазерного луча. В маркированном списке ниже перечислены компоненты, используемые в этой схеме:

  • R6 преобразует ток фотодиода в напряжение.
  • Компоненты R8, C6, R10 и IC3 составляют схему интегратора с утечками. Этот интегратор сглаживает вариации модуляции.
  • Схема интегратора создает сигнал ошибки, отслеживая напряжение на R6 и сравнивая его с опорным напряжением ЦАП (IC1).Этот сигнал ошибки является драйвером для базы Q1, который управляет оптической мощностью, регулируя ток через лазерный диод.
  • R9 обеспечивает изоляцию и помогает стабилизировать IC3, когда база Q1 управляется сигналом с входа MOD.
  • R1 гарантирует, что ток лазера ниже порога для генерации, но достаточно высок, чтобы обеспечить приемлемое время включения для связи и модуляции.

Рисунок 10. Пример драйвера лазера. Изображение любезно предоставлено Maxim Integrated.

Важные технические характеристики лазерного диода

  • Длина волны генерации (или лазера), λ p : Длина волны света, излучаемого лазерным диодом.
    • Одномодовые устройства: длина волны одной спектральной линии выходного лазерного излучения.
    • Многорежимные устройства: длина волны спектральной линии с наибольшей интенсивностью.
  • Пороговый ток, I th : Ток, при котором коэффициент усиления удовлетворяет условию генерации.
    • Когда ток ниже пороговой точки, излучается очень мало света (лазер).
    • Когда текущий порог равен или превышает его, устройство начинает производить лазерный выход.
  • Рабочий ток, I op : Величина прямого тока через лазерный диод, необходимая для получения указанной выходной мощности лазера при указанной рабочей температуре.
  • Рабочее напряжение, В op : Прямое напряжение на лазерном диоде, когда устройство выдает заданный выходной сигнал лазера при указанной рабочей температуре.
  • Выходная оптическая мощность, P O : Максимально допустимая мгновенная выходная оптическая (лазерная) мощность. Это справедливо как для непрерывного, так и для импульсного режима работы.
  • Диапазон рабочих температур: Диапазон температур корпуса , при которых лазерное устройство может безопасно работать.
  • Темновой ток фотодиода, I D (PD) : Ток утечки при обратном смещении фотодиода.
    • Темновой ток зависит как от температуры, так и от напряжения.
    • Идеальный диод / фотодиод не имеет тока в обратном направлении.
  • Slope Efficiency, SE: Среднее значение инкрементного изменения оптической мощности, соответствующего инкрементному изменению прямого тока, когда лазер работает в области генерации.
    • Это определение также называется дифференциальной эффективностью.
  • Время нарастания: Время, необходимое для увеличения выходного оптического сигнала с 10 до 90 процентов от максимального значения.

Резюме

Лазерные диоды — это полупроводниковые устройства, в которых для излучения света используются стимулированные излучения электромагнитного излучения и оптическое усиление. Хотя в этой статье обсуждались некоторые применения лазеров, список далеко не исчерпывающий. Например, и военные США, и НАСА используют лазеры для множества приложений.

Хотя все лазеры следует считать опасными для глаз и, следовательно, всегда следует уважать, некоторые лазеры более мощные, чем другие.Базовые лазеры, например, в дешевых лазерных указках, требуют простой схемы драйвера, тогда как другие лазеры требуют сложных систем управления и охлаждения. По мере развития лазеров и схем их драйверов, мы обязательно найдем новые области применения, в которых их можно будет использовать.

Показанное изображение любезно предоставлено Warsash Scientific.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.