Parameter Dioda Laser, Prinsip Dan Aplikasi

Prinsip kerja dioda laser semikonduktor secara teoritis sama dengan laser gas.
Dioda laser pada dasarnya adalah dioda semikonduktor. Berdasarkan apakah bahan sambungan PN sama, dioda laser dapat dibagi menjadi dioda laser homojungsi, heterojungsi tunggal (SH), heterojungsi ganda (DH), dan dioda laser sumur kuantum (QW). Dioda laser sumur kuantum memiliki keunggulan arus ambang rendah dan daya keluaran tinggi, dan saat ini merupakan produk utama di pasar. Dibandingkan dengan laser, dioda laser memiliki keunggulan efisiensi tinggi, ukuran kecil, dan umur panjang. Namun, daya keluarannya kecil (umumnya kurang dari 2mW), linearitasnya buruk, dan monokromatisitasnya kurang baik, sehingga membatasi penerapannya pada sistem TV kabel. Sangat terbatas, tidak dapat mengirimkan sinyal analog multi-saluran dengan performa tinggi. Dalam modul backhaul penerima optik dua arah, dioda laser sumur kuantum umumnya digunakan sebagai sumber cahaya untuk transmisi uplink.

Esensi Dioda Laser
Dioda laser pada dasarnya adalah dioda semikonduktor. Berdasarkan apakah bahan sambungan PN sama, dioda laser dapat dibagi menjadi dioda laser homojungsi, heterojungsi tunggal (SH), heterojungsi ganda (DH), dan dioda laser sumur kuantum (QW). Dioda laser sumur kuantum memiliki keunggulan arus ambang rendah dan daya keluaran tinggi, dan saat ini merupakan produk utama di pasar. Dibandingkan dengan laser, dioda laser memiliki keunggulan efisiensi tinggi, ukuran kecil, dan umur panjang. Namun, daya keluarannya kecil (umumnya kurang dari 2mW), linearitasnya buruk, dan monokromatisitasnya kurang baik, sehingga membatasi penerapannya pada sistem TV kabel. Sangat terbatas, tidak dapat mengirimkan sinyal analog multi-saluran dengan performa tinggi. Dalam modul backhaul penerima optik dua arah, dioda laser sumur kuantum umumnya digunakan sebagai sumber cahaya untuk transmisi uplink.

Struktur dasar dioda laser semikonduktor seperti yang ditunjukkan pada gambar. Sepasang bidang paralel yang tegak lurus dengan sambungan PN membentuk rongga resonansi Fabry-Perot. Bidang tersebut dapat berupa bidang pembelahan kristal semikonduktor atau bidang yang dipoles. Dua sisi sisanya relatif kasar untuk menghilangkan efek laser ke arah lain kecuali arah utama.

Dalam operasi tertentu, sambungan PN dioda laser dibentuk oleh dua lapisan galium arsenida yang didoping. Ia memiliki dua struktur berujung datar, satu bercermin sejajar dengan ujungnya (permukaan yang sangat reflektif) dan satu lagi memantulkan sebagian. Panjang gelombang cahaya yang akan dipancarkan berhubungan persis dengan panjang sambungan. Ketika sambungan PN dibias maju oleh sumber tegangan eksternal, elektron bergerak melalui sambungan tersebut dan bergabung kembali seperti dioda normal. Ketika elektron bergabung kembali dengan lubang, foton dilepaskan. Foton-foton ini membentur atom, menyebabkan lebih banyak foton dilepaskan. Ketika arus bias maju meningkat, lebih banyak elektron memasuki wilayah penipisan dan menyebabkan lebih banyak foton yang dipancarkan.

Ada dua dioda laser yang umum digunakan: ①PIN fotodioda. Ketika ia menerima daya optik dan menghasilkan arus foto, ia akan menimbulkan derau kuantum. ②Fotodioda longsoran salju. Ini memberikan amplifikasi internal dan dapat mengirimkan lebih jauh dari fotodioda PIN, tetapi memiliki noise kuantum yang lebih besar. Untuk mendapatkan rasio signal-to-noise yang baik, preamplifier dengan noise rendah dan amplifier utama harus dihubungkan di belakang perangkat fotodeteksi.

Parameter dioda laser semikonduktor yang umum digunakan adalah:
(1) Panjang gelombang: yaitu panjang gelombang kerja tabung laser. Saat ini, panjang gelombang tabung laser yang dapat digunakan sebagai saklar fotolistrik antara lain 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm, dll.

(2) Arus ambang Ith: yaitu arus di mana tabung laser mulai menghasilkan osilasi laser. Untuk tabung laser berdaya rendah pada umumnya, nilainya sekitar puluhan miliampere. Arus ambang batas tabung laser dengan struktur sumur kuantum ganda yang tegang bisa serendah 10mA. pengikut.

(3) Iop arus pengoperasian: Yaitu, arus penggerak ketika tabung laser mencapai daya keluaran terukur. Nilai ini penting untuk merancang dan men-debug sirkuit penggerak laser.

(4) Sudut divergensi vertikal θ⊥: Sudut di mana strip bercahaya dioda laser terbuka ke arah tegak lurus sambungan PN, umumnya sekitar 15 derajat ~40 derajat.

(5) Sudut divergensi horizontal θ∥: Sudut di mana pita cahaya dioda laser terbuka dalam arah sejajar dengan sambungan PN, umumnya sekitar 6 derajat ~10 derajat.

(6) Memantau arus Im: yaitu arus yang mengalir melalui tabung PIN ketika tabung laser berada pada daya keluaran terukur.

Dalam kehidupan nyata, dioda laser banyak digunakan dalam bidang ilmu informasi, seperti komunikasi serat optik, penyimpanan disk optik, pencetakan dan penyalinan, dan tata rias medis. Untuk aplikasi tertentu, pemilihan perlu dikombinasikan dengan parameter teknis utamanya, termasuk panjang gelombang, daya keluaran, arus pengoperasian, tegangan pengoperasian, dll. Dioda laser juga banyak digunakan pada perangkat optoelektronik berdaya rendah seperti drive cakram optik pada komputer dan mesin cetak. kepala di printer laser.

Kontak informasi:

Jika Anda punya ide, jangan ragu untuk berbicara dengan kami. Tidak peduli di mana pelanggan kami berada dan apa kebutuhan kami, kami akan mengikuti tujuan kami untuk menyediakan pelanggan kami dengan kualitas tinggi, harga murah, dan layanan terbaik.