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激光二极管的性质特色

发布时间:2013-05-21

激光二极管的特色

激光二极管
激光二极管

现在激光二极管的应用在我们的生活中是非常广泛的,激光二极管的种类有很多,你对激光二极管的了解有多少呢,激光二极管都有哪些特点呢,今天就让小编为大家简单的介绍一下激光二极管的特色、结构性能及导电特性相关内容。

当激光二极管注入电流在临界电流密度以下时,发光机制主要是自发放射,光谱分散较广,频宽大约在100到500埃 (埃=10-1奈米,原子直径的数量级就是几个埃〉之间。但当电流密度超过临界值时,就开始产生振荡,最后只剩下少数几个模态,而频宽也减小到30埃以 下。而且,激光二极管的消耗功率极小,以双异质结构激光为例,最大的额定电压通常低于2伏特,输入电流则在15到100毫安之间,消耗功率往往不到一瓦 特,而输出功率达数十毫瓦特以上。

激光二极管的特色之一,是能直接从电流调制其输出光的强弱。因为输出光功率与输入电流之间多为线性关系,所以激光二极管可以采用模拟或数字电流直接调制输出光的强弱,省掉昂贵的调制器,使二极管的应用更加经济实惠。

激光二极管的结构性能

在VCD机中,半导体激光二极管是激光头的核心部件之一,它大多是由双异质结构的镓铝砷(AsALGA)三元化合物构成的,是一种近红外半导体器件,波长为780~820 nm,额定功率为3~5 mw。另外,还有一种可见光(如红光)半导体激光二极管,也广泛应用于VCD机以及条形码阅读器中。

激光二极管的外形及尺寸如图1所示。其内部结构类型有三种,如图2所示。

激光二极管
激光二极管
由图2可见,激光二极管内包括两个部分:第一部分是激光发射部分(可用LD表示),它的作用是发射激光,如图中电极(2);第二部分是激光接受部分(可用PD表示),它的作用是接受、监测『JD发出的激光(当然,若不需监测LD的输出,PD部分则可不用),如图中电极(3);这两个部分共用公共电极(1),因此,激光二极管有三个电极。

激光二极管具:有体积小、重量轻、耗电低、驱动电路简单、调制方便、耐机械冲击以及抗震动等优点,但它对过电流、过电压以及静电干扰极为敏感,因此,在使用时,要特别注意不要使其工作参数超过其最大允许值,可采用的方法如下:

(1)用直流恒流源驱动激光二极管。

(2)在激光二极管电路上串联限流电阻器,并联旁路电容器。

(3)由于激光二极管温度升高将增大流过它的电流值,因此,必须采用必要的散热措施,以保证器件工作在一定的温度范围之内。

(4)为了避免激光二极管因承受过大的反向电压而造成击穿损坏,可在其两端反并联上快速硅二极管。

激光二极管的导电特性

二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。

1·正向特性

在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小 时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V) 以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。

2·反向特性

在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极 管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电 特性,这种状态称为二极管的击穿。激光二极管的注入电流必须大于临界电流密度,才能满足居量反转条件而发出激光。临界电流密度与接面温度有关,并且间接影 响效益。高温操作时,临界电流提高,效益降低,甚至损坏组件。

总结,通过本文的讲解,相信大家对激光二极管的认识会越来越深入,知道了激光二极管的特色是能直接从电流调制其输出光的强弱,知道了激光二极管的导电有正向特性和反向特性两种等。希望本文能对大家的工作有一定的指导作用。

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