Pусский
Многомодовые лазерные диоды: они имеют широкую активную область, которая поддерживает несколько оптических мод, что приводит к более широкому лучу с высокой расходимостью и низкой когерентностью. Они имеют высокую выходную мощность и широкую спектральную ширину. Они используются в приложениях, требующих высокой интенсивности и яркости, таких как лазерная резка, сварка, печать и освещение.
Лазерные диоды усилителя мощности задающего генератора (MOPA): они сочетают в себе одномодовый лазерный диод в качестве генератора с многомодовым лазерным диодом в качестве усилителя для увеличения выходной мощности без ущерба для ширины спектра или когерентности. Они используются в приложениях, требующих высокой мощности и узкого спектра, таких как лидар, определение дальности и медицинская визуализация.
Лазерные диоды с вертикальным резонатором (VCSEL): они излучают свет перпендикулярно поверхности устройства, а не параллельно ей, как в обычных лазерных диодах с краевым излучением. Они имеют короткий оптический резонатор с распределенными брэгговскими отражателями (DBR) на обоих концах для обеспечения обратной связи. Они имеют низкий пороговый ток, высокую эффективность, круглый профиль луча и простую интеграцию с другими устройствами. Они используются в таких приложениях, как оптические соединения, передача данных, датчики и оптические мыши.
Лазерные диоды с распределенной обратной связью (DFB). Они имеют периодическую структуру, встроенную в активную область, которая действует как решетка, обеспечивая обратную связь и выбор длины волны. Они имеют узкую спектральную ширину, высокую стабильность, низкий уровень шума и возможность настройки. Они используются в таких приложениях, как оптоволоконная связь, спектроскопия и метрология.
Диодные лазеры с внешним резонатором (ECDL): в них вместо внутреннего резонатора используется внешний оптический компонент, такой как решетка или призма, для обеспечения обратной связи и выбора длины волны. Они обладают высокой перестраиваемостью, узкой спектральной шириной, низким уровнем шума и высокой когерентностью. Они используются в таких приложениях, как спектроскопия, метрология, атомная физика и квантовая оптика.
Каковы области применения лазерных диодов?
Лазерные диоды имеют широкий спектр применения в различных областях благодаря своим преимуществам, таким как компактный размер, низкое энергопотребление, высокий КПД, длительный срок службы и универсальность. Некоторые из их приложений:
Оптическое хранилище. Лазерные диоды используются для чтения и записи данных на оптические диски, такие как компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-ray. Они используют разные длины волн света для хранения разных объемов данных на разных слоях дисков. Например, в компакт-дисках используются красные лазерные диоды с длиной волны 780 нм, в DVD — сине-фиолетовые лазерные диоды с длиной волны 405 нм, а в дисках Blu-ray — синие лазерные диоды с длиной волны 450 нм.
Оптическая связь: лазерные диоды используются для передачи данных на большие расстояния по оптоволоконным кабелям. Они модулируют свою интенсивность или частоту в соответствии с сигналом данных и посылают импульсы света через тонкие стеклянные волокна, которые передают их с минимальными потерями или помехами. Они используют разные длины волн света для мультиплексирования нескольких каналов данных по одному волокну, увеличивая его пропускную способность. Например, в системах оптоволоконной связи используются инфракрасные лазерные диоды с длиной волны от 800 до 1600 нм.
Оптическое сканирование. Лазерные диоды используются для сканирования штрих-кодов, кодов UPC и других шаблонов с использованием таких устройств, как считыватели штрих-кодов, сканеры и принтеры. Они излучают луч света, который отражается от рисунка на фотодетектор, который преобразует его в электрический сигнал. Они используют видимые или ближние инфракрасные длины волн света в зависимости от типа и цвета рисунка. Например, в сканерах штрих-кодов используются красные лазерные диоды с длиной волны 650 нм.
Оптическое зондирование. Лазерные диоды используются для измерения различных физических параметров, таких как расстояние, скорость, температура, давление и концентрация, с использованием таких устройств, как лидар, радар, термометры, датчики давления и газоанализаторы. Они излучают луч света, который взаимодействует с целевым объектом или средой и возвращается обратно в детектор, который анализирует его свойства. Они используют разные длины волн света в зависимости от типа и диапазона измерения. Например, в лидарных системах используются лазерные диоды ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны 905 или 1550 нм.
Оптический дисплей. Лазерные диоды используются для проецирования изображений или информации на экраны или поверхности с помощью таких устройств, как проекторы, телевизоры, мониторы и голограммы. Они излучают лучи красного, зеленого и синего света, которые в совокупности образуют разные цвета и формы в зависимости от входного сигнала. Они используют видимые длины волн света в зависимости от разрешения и яркости дисплея. Например, в лазерных проекторах используются красные лазерные диоды с длиной волны 635 нм, зеленые лазерные диоды с длиной волны 520 нм и синие лазерные диоды с длиной волны 445 нм.
Оптическая хирургия. Лазерные диоды используются для выполнения различных медицинских процедур, таких как резка, прижигание, абляция, коагуляция и фотокоагуляция, с использованием таких устройств, как хирургические лазеры и эндоскопы. Они излучают лучи света, которые проникают в ткани и вызывают термические или фотохимические эффекты в зависимости от мощности и продолжительности воздействия. Они используют разные длины волн света в зависимости от типа и глубины лечения. Например, офтальмологические лазеры используют зеленые лазерные диоды с длиной волны 532 нм для лечения заболеваний сетчатки и желтого пятна.
Преимущества лазерных диодов
Лазерные диоды имеют ряд преимуществ перед другими типами лазеров, таких как:
Компактный размер: лазерные диоды очень маленькие и легкие, что позволяет легко интегрировать их с другими устройствами и системами.
Низкое энергопотребление: для работы лазерных диодов требуется низкое напряжение и ток, что снижает затраты на электроэнергию и выделение тепла.
Высокая эффективность: лазерные диоды преобразуют большую часть входного электрического сигнала в оптический выходной сигнал, что обеспечивает высокую яркость и интенсивность.
Длительный срок службы. Лазерные диоды имеют длительный срок службы, который составляет тысячи часов без ухудшения качества или выхода из строя.
Универсальность: лазерные диоды могут излучать свет с различными длинами волн, режимами и узорами, что обеспечивает широкий спектр применений и настроек.
Недостатки лазерных диодов
Лазерные диоды также имеют некоторые недостатки, такие как:
Чувствительность к температуре. Лазерные диоды чувствительны к изменениям температуры, что может повлиять на их производительность и надежность. Для поддержания оптимальных условий им могут потребоваться системы охлаждения или регуляторы температуры.
Оптическая обратная связь. Лазерные диоды склонны к оптической обратной связи, которая может дестабилизировать, создать шум или повредить устройство, поэтому для блокировки нежелательных отражений часто требуются изоляторы или фильтры.
Скачкообразное изменение режима. Лазерные диоды могут иметь скачкообразный режим, который представляет собой внезапное изменение выходной длины волны или режима из-за колебаний температуры, тока или оптической обратной связи. Это может повлиять на когерентность и стабильность выходного луча.
Стоимость: Лазерные диоды могут быть дорогими, особенно для мощных или настраиваемых устройств. Им также могут потребоваться дополнительные компоненты или схемы для управления ими.
Краткое содержание
Лазерный диод — это полупроводниковое устройство, которое производит когерентный свет посредством процесса стимулированного излучения. Он похож на светодиод (LED), но имеет более сложную структуру и более быстрое время отклика.
Лазерный диод состоит из pn-перехода с дополнительным внутренним слоем между ними, образующим штыревую структуру. Внутренний слой — это активная область, где свет генерируется в результате рекомбинации электронов и дырок.
Лазерный диод работает, прикладывая к pn-переходу напряжение прямого смещения, которое заставляет ток течь через устройство. Ток инжектирует электроны из области n-типа и дырки из области p-типа в собственный слой, где они рекомбинируют и выделяют энергию в виде фотонов.
Некоторые из этих фотонов спонтанно излучаются в случайных направлениях, в то время как другие стимулируются существующими фотонами в полости и излучаются синфазно с ними. Стимулированные фотоны прыгают вперед и назад между отражающими концами, вызывая более стимулированное излучение и создавая инверсию населенности, при которой возбужденных электронов больше, чем невозбужденных.
Когда инверсия населенностей достигает порогового уровня, достигается установившаяся мощность лазера, при которой скорость стимулированного излучения равна скорости потери фотонов из-за передачи или поглощения. Выходная мощность лазерного диода зависит от входного тока и эффективности устройства.
Длина волны лазерного света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводникового материала и длины оптического резонатора. Лазерные диоды могут излучать свет в разных областях электромагнитного спектра, от инфракрасного до ультрафиолета.
Лазерные диоды подразделяются на различные типы в зависимости от их структуры, режима работы, длины волны, выходной мощности и применения. Некоторые из распространенных типов - это одномодовые лазерные диоды, многомодовые лазерные диоды, лазерные диоды усилителя мощности задающего генератора (MOPA), поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным резонатором (VCSEL), лазерные диоды с распределенной обратной связью (DFB), диодные лазеры с внешним резонатором (ECDL) и т. д.
Лазерные диоды имеют широкий спектр применения в различных областях благодаря своим преимуществам, таким как компактный размер, низкое энергопотребление, высокий КПД, длительный срок службы и универсальность. Некоторые из их применений — оптическое хранение данных, оптическая связь, оптическое сканирование, оптическое зондирование, оптический дисплей и оптическая хирургия.
Несмотря на свои преимущества, лазерные диоды имеют недостатки, включая температурную чувствительность, оптическую обратную связь, скачкообразную перестройку мод и высокую стоимость.
BU-LASER предлагает полупроводниковые лазерные диоды в упаковке TO от 375 до 980 нм, а также предлагает профессиональное OEM и ODM обслуживание модулей лазерных диодов для различных применений. Если вас интересуют лазерные диоды и лазерные диодные модули, свяжитесь с нашим продавцом по адресу song@bu-laser.com.