כיצד לבחור את דיודות הלייזר הנכונות עבורך?

ההבדל בין דיודות פולטות אור רגילות לביןדיודות לייזר

הבדלים בעקרון הזוהר:
LED משתמש בריקומבינציה של פליטה ספונטנית של נשאים המוזרקים לאזור הפעיל כדי לפלוט אור, בעוד ש-LD משתמש ברקומבינציה של פליטה מגורה כדי לפלוט אור. הכיוון והפאזה של הפוטונים הנפלטים על ידי הדיודה פולטת האור הם אקראיים, בעוד שהפוטונים הנפלטים על ידי דיודת הלייזר נמצאים באותו כיוון ופאזה.

LED הוא קיצור של Light Emitting Diode. זה נראה באופן נרחב בחיי היומיום, כמו נורות חיווי של מכשירי חשמל ביתיים, פנסי אנטי ערפל אחוריים של מכוניות וכו'. המאפיינים הבולטים ביותר של נוריות הם חיי השירות הארוכים שלהם ויעילות ההמרה הפוטואלקטרית הגבוהה. בעיקרון, בצומת PN של כמה חומרים מוליכים למחצה, כאשר נושאי המיעוט המוזרקים מתחברים מחדש עם נושאי הרוב, עודף אנרגיה ישתחרר בצורה של אור, ובכך ימיר ישירות אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור. כאשר מופעל מתח הפוך על צומת ה-PN, קשה להזריק לנשאי מיעוטים, ולכן הוא אינו פולט אור. סוג זה של דיודה המיוצר על פי עקרון האלקטרולומיננסנציה בהזרקה נקרא דיודה פולטת אור, הידועה בכינויה LED.

LD הוא הקיצור האנגלי של דיודה לייזר. המבנה הפיזי של דיודת הלייזר הוא להציב שכבה של מוליכים למחצה פוטו-אקטיביים בין הצמתים של הדיודה פולטת האור. משטח הקצה שלו משקף חלקית לאחר ליטוש, ובכך יוצר חלל תהודה אופטי. במקרה של הטיה קדימה, צומת ה-LED פולט אור ומקיים אינטראקציה עם החלל האופטי, ובכך מגרה עוד יותר את פליטת אורך גל בודד של אור מהצומת. התכונות הפיזיקליות של האור הזה תלויות בחומר. עקרון העבודה של דיודות לייזר מוליכים למחצה זהה באופן תיאורטי לזה של לייזר גז. דיודות לייזר נמצאות בשימוש נרחב בהתקנים אופטו-אלקטרוניים בעלי הספק נמוך כגון כונני CD במחשבים וראשי הדפסה במדפסות לייזר.

ישנם הבדלים בעקרונות, באדריכלות ובביצועים בין השניים.
(1) הבדל בעקרון העבודה: LED משתמש בריקומבינציה של פליטה ספונטנית של נשאים המוזרקים לאזור הפעיל כדי לפלוט אור, בעוד LD משתמש ברקומבינציה של פליטה מגורה כדי לפלוט אור.
(2) הבדל בארכיטקטורה: ל-LD יש חלל תהודה אופטי, המאפשר לפוטונים שנוצרים להתנודד ולהתגבר בחלל, בעוד שללד אין חלל תהודה.
(3) הבדל בביצועים: ל-LED אין מאפייני ערך קריטיים, והצפיפות הספקטרלית שלו גבוהה בכמה סדרי גודל מזו של LD. כוח תפוקת האור של LED קטן וזווית ההסתייגות גדולה.

מבוא למבנה ולעקרון העבודה של דיודות לייזר
המבנה הפיזי של דיודת הלייזר הוא להציב שכבה של מוליכים למחצה פוטו-אקטיביים בין הצמתים של הדיודה פולטת האור. משטח הקצה שלו משקף חלקית לאחר ליטוש, ובכך יוצר חלל תהודה אופטי. במקרה של הטיה קדימה, צומת ה-LED פולט אור ומקיים אינטראקציה עם החלל האופטי, ובכך מגרה עוד יותר את פליטת אורך גל בודד של אור מהצומת. התכונות הפיזיקליות של האור הזה תלויות בחומר.

עקרון העבודה של דיודות לייזר מוליכים למחצה זהה באופן תיאורטי לזה של לייזר גז. איור 1(ב) הוא סמל מייצג של דיודת לייזר. דיודות לייזר נמצאות בשימוש נרחב בהתקנים אופטו-אלקטרוניים בעלי הספק נמוך כגון כונני דיסקים אופטיים במחשבים וראשי הדפסה במדפסות לייזר.

עקרונות פשוטים של דיודות לייזר
פליטת אור במוליכים למחצה נובעת בדרך כלל משילוב מחדש של נשאים. כאשר מתח קדימה מופעל על צומת PN של מוליך למחצה, מחסום צומת PN ייחלש, ויאלץ להזריק אלקטרונים מאזור N דרך צומת PN לאזור P, וחורים מאזור P דרך צומת PN לתוך אזור N. האלקטרונים והחורים בשיווי המשקל יתחברו מחדש, ובכך יפלטו פוטונים עם אורך גל λ. הנוסחה היא כדלקמן:

λ=hc/Eg (1)
בנוסחה: h—קבוע של פלאנק; c-מהירות האור; למשל - רוחב הפס של המוליך למחצה.

התופעה שהוזכרה לעיל של פליטת אור עקב ריקומבינציה ספונטנית של אלקטרונים וחורים נקראת פליטה ספונטנית. כאשר פוטונים שנוצרו על ידי פליטה ספונטנית עוברים דרך מוליך למחצה, ברגע שהם עוברים ליד צמד האלקטרונים-חורים הנפלטים, ניתן לעורר אותם לשילוב מחדש ויצירת פוטונים חדשים. פוטון זה גורם לנשאים הנרגשים להתחבר מחדש ולפלוט פוטונים חדשים. התופעה נקראת פליטת קרינה מגורה. אם הזרם המוזרק גדול מספיק, תיווצר התפלגות נשא הפוכה למצב שיווי המשקל התרמי, כלומר, מספר החלקיקים הפוך. כאשר מספר רב של נשאים בשכבה הפעילה מתהפכים, כמות קטנה של פוטונים שנוצרת על ידי פליטה ספונטנית מייצרת קרינה מושרה עקב השתקפות הדדית משני קצוות חלל התהודה, הגורמת למשוב חיובי של תהודה סלקטיבית בתדר, או רווח ב- תדירות מסוימת. כאשר הרווח גדול יותר מאובדן הקליטה, ניתן לפלוט אור קוהרנטי עם קווים ספקטרליים טובים - לייזר - מצומת ה-PN. זהו העיקרון הפשוט של דיודת הלייזר.

בעת בחירת דיודות לייזר המתאימות לך, תוכל לבצע את השלבים הבאים:
קבע את צרכי היישום: זהה לאיזה יישום אתה צריך דיודת לייזר. האם זה עבור חיתוך לייזר, סימון לייזר, מדידת לייזר או יישומים אחרים? ליישומים שונים יש דרישות ספציפיות להספק לייזר, אורך גל ומאפיינים.
הבן את הפרמטרים הטכניים: הצג את טבלת הפרמטרים הטכניים של דיודת הלייזר, כולל הספק פלט, טווח אורכי גל, סטייה, טמפרטורת הפעלה וכו'. בחר את טווח הפרמטרים המתאים בהתאם לצרכי היישום שלך.
קחו בחשבון גורמים כלכליים: קחו בחשבון גורמי עלות בהתבסס על התקציב שלכם. המחיר של דיודת לייזר קשור להספק, לאיכות ולמאפיינים שלה. שקלו את הביצועים והתקציב הנדרשים ובחרו במוצר בעל הביצועים הגבוהים ביותר.
עיין בביקורות והמלצות של לקוחות: בדוק ביקורות והמלצות של משתמשים אחרים, במיוחד במקרים של אפליקציות דומות. זה יכול לעזור לך להבין את הביצועים והאמינות של מותגים או דגמים שונים של דיודות לייזר ביישומים בעולם האמיתי.
פנו לייעוץ מקצועי: אם אתם לא מכירים את טכנולוגיית הלייזר או שיש לכם צרכים מיוחדים, מומלץ להתייעץ עם מהנדס או ספק מקצועי בתחום הלייזר. הם יכולים לספק ייעוץ מקצועי ותמיכה טכנית בהתבסס על הצרכים הספציפיים שלך.
שקול אמינות אספקה: בחר ספק לייזר בעל מוניטין טוב ושרשרת אספקה ​​אמינה. להבטיח איכות מוצר יציבה ותמיכה טכנית בזמן.
ערכו ניסויים ובדיקות: בהתבסס על דגם דיודות הלייזר הנבחר, ערכו ניסויים ובדיקות כדי לוודא שהביצועים שלה מתאימים לצרכים שלכם. במידת הצורך, אתה יכול לנסות לרכוש תחילה כמות קטנה של דוגמאות להערכה.

בהתחשב בגורמים לעיל, אתה יכול לקבוע בצורה מדויקת יותר את מפרטי דיודות הלייזר הנדרשים ולבחור את דיודת הלייזר המתאימה ליישום שלך. יחד עם זאת, מומלץ להתייעץ איתנו או עם מהנדסים מקצועיים לתמיכה טכנית מפורטת יותר והצעות.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.