레이저 다이오드(LD)는 작동 재료가 반도체이고 고체 레이저인 레이저 발생기의 한 유형입니다. 대부분의 레이저 다이오드는 일반 다이오드와 구조가 유사합니다. 레이저 다이오드가 작동하기 때문에 전자의 에너지 변환 과정에는 두 가지 에너지 레벨만 포함되며 간접 밴드 갭으로 인한 에너지 손실이 없으므로 효율이 상대적으로 높습니다.
기술적 진보로 인해 레이저는 전문 기술 장비로서 다양한 시장에 진출할 수 있게 되었습니다. 레이저 다이오드는 가장 널리 사용되는 레이저 기술이며 간단한 반도체 장치입니다. 지난 30년 동안 레이저 다이오드 산업의 평균 전력은 크게 증가한 반면, 와트당 평균 가격은 기하급수적으로 하락했습니다. 결과적으로 레이저 다이오드는 일부 기존 레이저 및 비레이저 기술을 대체하는 동시에 새로운 광학 기술을 가능하게 합니다. 레이저 다이오드의 확립된 응용 분야에는 데이터 저장, 데이터 통신 및 고체 레이저의 광학 펌핑이 포함됩니다. 대조적으로, 재료 가공 및 광학 감지는 많은 새로운 응용 분야를 통해 시장 부문의 급속한 발전을 보여줍니다.
레이저 다이오드에는 단일 헤테로접합(SH), 이중 헤테로접합(DH) 및 양자 우물(QW) 레이저 다이오드가 포함됩니다. 양자 레이저 다이오드는 낮은 임계 전류와 높은 출력 전력이라는 장점을 갖고 있으며 시장의 주류 제품입니다. 레이저 다이오드에 비해 레이저 다이오드는 고효율, 소형, 긴 수명이라는 장점이 있습니다. 그러나 출력 전력이 작고 선형성이 좋지 않으며 단색성이 좋지 않아 케이블 TV 시스템에 적용하는 데 큰 제한이 있습니다. 다중 채널, 고성능 아날로그 신호를 전송할 수 없습니다. 양방향 광수신기의 백홀 모듈에서는 일반적으로 업링크 전송을 위한 광원으로 양자우물 레이저 다이오드가 사용된다.
단일 레이저 방출기는 밀리와트에서 수 와트에 이르는 전력 출력을 제공할 수 있습니다. 각 레이저 이미터는 단독으로 사용하거나, 고체 레이저의 광학 펌핑을 위해 레이저 다이오드 스트립에 결합하거나, 레이저 다이오드 모듈에 통합할 수 있습니다. 다양한 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 그룹입니다.
레이저 다이오드는 광섬유 통신, 의료, 디스플레이, 레이더 탐지 등에 널리 사용되는 반도체 레이저 부품이다. 구조가 간단하고 기술이 성숙하며 품질이 좋고 가격이 저렴하며 산업 생산 및 과학 연구에 널리 사용됩니다.
레이저 다이오드의 구조는 주로 P형 영역, N형 영역, P형 반사 영역, N형 반사 영역 및 레이저 캐비티의 다섯 부분으로 구성됩니다. 그 중 P형 영역과 N형 영역은 PN 접합을 이루고, 반사 영역과 레이저 캐비티는 광학 구조이다.
P형 영역과 N형 영역은 레이저 다이오드의 주요 기능 중 일부이며 레이저 다이오드의 발광을 결정하는 요소이기도 합니다. P형 영역은 N형 영역에 양전자를 도입하고, N형 영역은 P형 영역에 전자를 도입합니다. PN 접합이 생성된 후 양전자와 전자가 PN 접합에서 결합하여 광자를 보내 발광을 얻습니다. 빠른 발광을 위해서는 P형 영역과 N형 영역이 고품질의 소재와 섬세한 가공 기술을 갖춰야 한다.
P형 반사영역과 N형 반사영역의 주요 기능은 레이저를 반사시켜 레이저가 레이저 캐비티 내에서 정재파비를 생성하도록 하는 것이다. 레이저 다이오드에서는 P형 반사 영역과 N형 반사 영역의 반사율이 다릅니다. 일반적으로 P형 반사영역의 반사율은 매우 낮고, N형 반사영역의 반사율은 매우 높습니다. 이러한 설계는 레이저가 레이저 공동 내에서 완전히 반사 및 확산되도록 하여 상대적으로 안정적인 단일 모드 광섬유 레이저 방출을 달성할 수 있습니다.
레이저 캐비티는 레이저 다이오드의 가장 중요한 광학 부품이며 주요 기능은 광학 피드백 증폭 효과를 제공하는 것입니다. 레이저 캐비티는 일반적으로 반사기로 구성되며, 그 중 하나는 반 반사체이고 다른 하나는 고 반사체입니다. 이 두 반사판 사이에 형성된 광학 공동은 레이저 공동 내에서 광양의 지속적인 반사를 실현하여 레이저의 증폭 효과를 향상시킬 수 있습니다. 반사경의 반사율과 레이저 공동의 길이를 조정함으로써 다양한 광 파장과 출력 전력의 레이저 방출을 얻을 수 있습니다.
위의 구조적 특징 외에도 레이저 다이오드에는 전극, 기판, 창 등과 같은 여러 보조 구조도 포함됩니다. 이 구조는 레이저 다이오드의 핵심 부분은 아니지만 성능과 신뢰성에도 중요합니다. 레이저 다이오드.
레이저 다이오드는 구조가 콤팩트하지만 각 부품이 중요한 역할을 합니다. 각 부품이 조화롭게 작동할 때만 빠르고 비교적 안정적인 레이저 방출이 가능합니다. 과학과 기술이 지속적으로 발전함에 따라 레이저 다이오드의 구조도 지속적으로 개선되고 완벽해지며 더 넓은 범위의 응용 분야에 대한 더 나은 지원을 제공합니다.
적외선 레이저는 일반적으로 거리 측정, 조명 장비, 통신, 모의 무기 등에 사용됩니다. 레이저의 핵심은 의심할 여지 없이 레이저 다이오드이며, 레이저 다이오드의 전력은 펄스 전력의 크기를 결정합니다.
레이저 다이오드도 일반 다이오드의 구조, 즉 N 영역, PN 접합 및 P 영역을 가지고 있습니다. 다이오드에 순방향 전압이 인가되면 PN 접합 장벽이 약화되어 N 영역에서 PN 접합을 통해 P 영역으로 전자가 주입되고, P 영역에서 PN 접합을 통해 정공이 주입됩니다. N 지역. PN 접합 근처에 주입된 이러한 불균형 전자와 정공은 재결합하여 광자를 방출합니다.
그러나 이러한 에너지 광자는 레이저의 "집속"과 달리 시간과 방향이 무작위입니다. 속담처럼, 단결은 힘입니다. 광자를 "결합"시키고 일관된 방향과 위상으로 간섭성 빛을 생성하려면 두 가지 조건이 충족되어야 합니다. 1. 충분한 전자 2. 일관된 방향.
따라서 레이저 다이오드가 레이저를 방출하려면 펄스형 큰 전류로 여기되어야 하며, 전자가 일정한 방향을 갖도록 광학 공명 공동 구조가 있어야 합니다. 이것이 레이저 다이오드의 간단한 원리이다.
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