Rumah > Berita > Berita Industri

Prinsip kerja asas diod laser

2021-07-14

Sebelum kita bercakap tentang diod laser, kita harus terlebih dahulu memahami sinaran yang dirangsang. Terdapat tiga proses sinaran dalam sinaran cahaya,

I: peralihan spontan daripada keadaan tenaga tinggi kepada keadaan tenaga rendah dipanggil pelepasan spontan;

II: ia adalah peralihan zarah dalam keadaan tenaga tinggi kepada keadaan tenaga rendah di bawah pengujaan cahaya luaran, yang dipanggil sinaran terstimulasi;

III: ia adalah peralihan daripada tenaga cahaya luaran yang diserap oleh zarah dalam keadaan tenaga rendah kepada keadaan tenaga tinggi, yang dipanggil penyerapan rangsangan.

Pelepasan spontan: walaupun dua zarah beralih daripada keadaan tenaga tinggi tertentu kepada keadaan tenaga rendah pada masa yang sama, fasa, keadaan polarisasi dan arah pelepasan cahaya yang dipancarkan olehnya mungkin berbeza, tetapi pelepasan yang dirangsang adalah berbeza. . Apabila zarah dalam keadaan tenaga tinggi teruja oleh foton asing, ia beralih kepada keadaan tenaga rendah, dan memancarkan cahaya yang betul-betul sama dengan foton asing dari segi kekerapan, fasa dan keadaan polarisasi.

Dalam laser, sinaran adalah sinaran yang dirangsang, dan laser yang dipancarkan olehnya adalah sama dalam frekuensi, fasa, keadaan polarisasi dan sebagainya.

Terdapat kedua-dua sinaran rangsangan dan penyerapan rangsangan dalam mana-mana sistem pendaran terangsang. Hanya apabila sinaran yang dirangsang dominan, cahaya luaran boleh dikuatkan untuk memancarkan laser. Walau bagaimanapun, dalam sumber cahaya umum, penyerapan yang dirangsang adalah dominan. Hanya apabila keadaan keseimbangan zarah dipecahkan dan bilangan zarah dalam keadaan tenaga tinggi lebih besar daripada keadaan tenaga rendah (keadaan ini dipanggil penyongsangan nombor ion) laser boleh dipancarkan.

Prinsip dan struktur diod laser

Struktur fizikal diod laser adalah untuk meletakkan lapisan semikonduktor dengan fotoaktiviti di antara persimpangan diod pemancar cahaya. Selepas menggilap, muka akhir semikonduktor mempunyai fungsi pantulan separa, dengan itu membentuk rongga resonan optik.

Dalam kes pincang ke hadapan, persimpangan LED memancarkan cahaya dan berinteraksi dengan resonator optik, yang seterusnya mengujakan cahaya panjang gelombang tunggal yang dipancarkan dari persimpangan. Sifat fizikal cahaya adalah berkaitan dengan bahan.

Prinsip diod laser -- prinsip kerja

Diod kristal ialah simpang p-n yang dibentuk oleh semikonduktor jenis-p dan semikonduktor jenis-n. Lapisan cas ruang terbentuk pada kedua-dua belah antara muka, dan medan elektrik diod laser binaan sendiri dibina.

Apabila tidak ada voltan yang dikenakan, arus resapan yang disebabkan oleh perbezaan kepekatan pembawa pada kedua-dua belah simpang p-n adalah sama dengan arus hanyut yang disebabkan oleh medan elektrik yang dibina sendiri, jadi ia berada dalam keadaan keseimbangan elektrik.

Apabila terdapat pincang voltan positif, medan elektrik luaran dan medan elektrik binaan sendiri menekan satu sama lain dan meningkatkan arus resapan pembawa, menghasilkan arus positif.

Apabila terdapat pincang voltan songsang, medan elektrik luaran dan medan elektrik bina sendiri diperkukuh lagi untuk membentuk arus tepu songsang I0 yang bebas daripada voltan pincang songsang dalam julat voltan songsang tertentu.

Apabila voltan terbalik yang digunakan adalah tinggi pada tahap tertentu, kekuatan medan elektrik dalam lapisan cas ruang simpang pn mencapai nilai kritikal, mengakibatkan proses pendaraban pembawa, sebilangan besar pasangan lubang elektron dan sejumlah besar songsang. arus kerosakan, yang dipanggil fenomena kerosakan diod.

Prinsip diod laser -- cara untuk mengesan

I: kaedah pengukuran rintangan: keluarkan diod laser dan gunakan multimeter R × 1K atau R × Nilai rintangan hadapan dan belakang diukur pada gear 10K. Dalam keadaan biasa, rintangan hadapan ialah 20 ~ 40K Ω, dan rintangan songsang ialah ∞ (infiniti). Jika nilai rintangan hadapan yang diukur telah melebihi 50K Ω, prestasi diod laser telah menurun. Jika rintangan hadapan yang diukur adalah lebih besar daripada 90K Ω, diod tersebut sudah tua dan tidak boleh digunakan lagi.

II: kaedah pengukuran semasa: gunakan multimeter untuk mengukur penurunan voltan pada kedua-dua hujung perintang beban dalam litar pemanduan diod laser, dan kemudian anggaran nilai semasa melalui tiub mengikut undang-undang Ohm. Apabila arus melebihi 100mA, jika potensiometer kuasa laser diselaraskan dan arus tidak mempunyai perubahan yang jelas, penuaan serius diod laser boleh dinilai. Jika arus meningkat dengan mendadak dan di luar kawalan, resonator optik diod laser rosak.