半導(dǎo)�激光二極管(LD)是一種用�(lái)�(gòu)建光通信系統(tǒng)的與光纖配套使用�激光器,它能直接作為光通信�光源,也可以作為激光器、放大器的泵浦源,在激光工程研究領(lǐng)域有著十分重要的地位。它具有半導(dǎo)體器件的特點(diǎn):體積小、結(jié)�(gòu)�(jiǎn)�、效率高、能直接�(diào)制,但輸出功�、單色性和方向性不如其他激光器�
?�?)波�(zhǎng):即激光管工作波長(zhǎng),目前可作光電開�(guān)用的激光管波長(zhǎng)�635nm�650nm�670nm�690nm�780nm�810nm�860nm�980nm等�
?�?)閾值電流Ith:即激光管開始�(chǎn)生激光振蕩的電流,對(duì)一般小功率激光管而言,其值約在數(shù)十毫安,具有�(yīng)變多量子阱結(jié)�(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下�
�3)工作電流Iop:即激光管�(dá)到額定輸出功率時(shí)的驅(qū)�(dòng)電流,此值對(duì)于設(shè)�(jì)�(diào)試激光驅(qū)�(dòng)電路較重��
�4)垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN�(jié)方向張開的角�,一般在15?�40?左右�
?�?)水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN�(jié)平行方向所張開的角度,一般在6?�10?左右�
�6)監(jiān)控電流Im:即激光管在額定輸出功率時(shí),在PIN管上流過(guò)的電��
�1)阻值測(cè)量法:拆下激光二極管,用�(wàn)用表R×1k或R×10k檔測(cè)量其�、反向電阻值。正常時(shí),正向電阻值為20~40kΩ之間,反向電阻值為∞(�(wú)窮大)。若�(cè)得正向電阻值已超過(guò)50kΩ,則�(shuō)明激光二極管的性能已下�。若�(cè)得的正向電阻值大�90kΩ,則�(shuō)明該二極管已�(yán)重老化,不能再使用��
?�?)電流測(cè)量法:用�(wàn)用表�(cè)量激光二極管�(qū)�(dòng)電路中負(fù)載電阻兩端的電壓�,再根據(jù)歐姆定律估算出流�(guò)該管的電流�,當(dāng)電流超過(guò)100mA�(shí),若�(diào)節(jié)激光功率電位器,而電流無(wú)明顯的變化,則可判斷激光二極管�(yán)重老化。若電流劇增而失控,則說(shuō)明激光二極管的光�(xué)諧振腔已損壞�
為了了解激光型光電開關(guān)的工作原�,首先對(duì)半導(dǎo)體激光二極管的工作原理及其特�(diǎn)作一�(jiǎn)單的介紹�
半導(dǎo)體激光二極管的基本結(jié)�(gòu)如圖1所�,垂直于PN�(jié)面的一�(duì)平行平面�(gòu)成法布里——珀羅諧振腔,它們可以是半導(dǎo)體晶體的解理�,也可以是經(jīng)�(guò)拋光的平�。其余兩�(cè)面則相對(duì)粗糙,用以消除主方向外其它方向的激光作��
半導(dǎo)體中的光�(fā)射通常起因于載流子的復(fù)�。當(dāng)半導(dǎo)體的PN�(jié)加有正向電壓�(shí),會(huì)削弱PN�(jié)�(shì)�,迫使電子從N區(qū)�(jīng)PN�(jié)注入P區(qū),空穴從P區(qū)�(jīng)�(guò)PN�(jié)注入N區(qū),這些注入PN�(jié)附近的非平衡電子和空穴將�(huì)�(fā)生復(fù)合,從而發(fā)射出波長(zhǎng)為λ的光子,其公式如下�
λ = hc/Eg (1)
式中:h—普朗克常數(shù);c—光�� Eg—半�(dǎo)體的禁帶寬度�
上述由于電子與空穴的自發(fā)�(fù)合而發(fā)光的�(xiàn)象稱為自�(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所�(chǎn)生的光子通過(guò)半導(dǎo)體時(shí),一旦經(jīng)�(guò)已發(fā)射的電子—空穴對(duì)附近,就能激�(lì)二者復(fù)�,產(chǎn)生新光子,這種光子誘使已激�(fā)的載流子�(fù)合而發(fā)出新光子�(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大,則�(huì)形成和熱平衡狀�(tài)相反的載流子分布,即粒子�(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反�(zhuǎn)情況�,少量自�(fā)輻射�(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往�(fù)反射而產(chǎn)生感�(yīng)輻射,造成選頻諧振正反�,或者說(shuō)�(duì)某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時(shí),就可從PN�(jié)�(fā)出具有良好譜線的相干光——激�,這就是激光二極管的簡(jiǎn)單原理�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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