TigerSchool.

Эксклюзивные шаблоны DLE скачать бесплатно для dle.
Красивейшие шаблоны joomla скачать бесплатно для Joomla.
Гениальные темы wordpress и шаблоны вордпресс.
Современная инвестиционная деятельность поможет в вашей деятельности.
Универсальный музыкальный портал с огромным выбором.
Квалифицированная помощь по юридическим вопросам и консультации по праву.
Присоединяйтесь в нашему городскому музыкальному клубу где отмечают праздники и торжества.
Самый грамотный юридический форум и юридическая помощь.
Искуствоведческий фото форум для истинных ценителей прекрасного.
Посетите наш туристический форум и найдите где можно красиво отдохнуть.
Приходите на уникальный форум о творчестве и находите друзей и собеседников.

Конструкция, работа и применение лазерных диодов

  1. Конструкция лазерного диода
  2. Как работает лазерный диод?
  3. Усиление и инверсия населения
  4. Управление лазерным диодом
  5. Применение лазерного диода

Естественный белый свет состоит из всех цветов VIBGYOR спектра видимого света, который представляет собой широкую широкую полосу множества различных частот. Обычные светодиоды дают световой выход, часто состоящий из одного цвета, но даже этот свет содержит электромагнитные волны, которые покрывают довольно широкую полосу частот. Система линз, фокусирующая свет, имеет фиксированное фокусное расстояние, но фокусное расстояние, необходимое для фокусировки различных длин волн (цветов) света, отличается. Поэтому каждый цвет будет фокусироваться в разных точках, вызывая «хроматическую аберрацию». лазерный диод содержит только одну частоту. Следовательно, он может быть сфокусирован даже простой системой линз на очень маленькую точку. Там нет хроматической аберрации, так как существует только одна длина волны, а также вся энергия от источника света концентрируется в очень маленьком пятне света. LASER является аббревиатурой для усиления света посредством вынужденного излучения. Естественный белый свет состоит из всех цветов VIBGYOR спектра видимого света, который представляет собой широкую широкую полосу множества различных частот

Хроматическая аберрация

Конструкция лазерного диода

На приведенном выше рисунке показана упрощенная конструкция лазерного диода, которая аналогична светодиод (LED) , В нем используется арсенид галлия, легированный такими элементами, как селен, алюминий или кремний, для получения типа P и типа N полупроводниковые материалы , В то время как лазерный диод имеет дополнительный активный слой нелегированного (присущего) арсенида галлия, его толщина составляет всего несколько нанометров, зажатых между слоями P и N, эффективно создающих PIN-диод (тип P-Внутренний-N) , Именно в этом слое производится лазерное излучение.

На приведенном выше рисунке показана упрощенная конструкция лазерного диода, которая аналогична   светодиод (LED)   ,  В нем используется арсенид галлия, легированный такими элементами, как селен, алюминий или кремний, для получения типа P и типа N   полупроводниковые материалы   ,  В то время как лазерный диод имеет дополнительный активный слой нелегированного (присущего) арсенида галлия, его толщина составляет всего несколько нанометров, зажатых между слоями P и N, эффективно создающих   PIN-диод (тип P-Внутренний-N)   ,  Именно в этом слое производится лазерное излучение

Конструкция лазерного диода

Как работает лазерный диод?

Каждый атом, согласно квантовой теории, может энергии только в пределах определенного дискретного уровня энергии. Обычно атомы находятся в состоянии с самой низкой энергией или в основном состоянии. Когда источник энергии, передаваемый атомам в основном состоянии, может возбуждаться, чтобы перейти на один из более высоких уровней. Этот процесс называется поглощением. После пребывания на этом уровне в течение очень короткого промежутка времени атом возвращается в исходное основное состояние, испуская в процессе фотон. Этот процесс называется спонтанным излучением. Эти два процесса, поглощение и спонтанное излучение, происходят в обычном источнике света.

Эти два процесса, поглощение и спонтанное излучение, происходят в обычном источнике света

Принцип действия лазера

В случае, если атом, все еще находящийся в возбужденном состоянии, поражен внешним фотоном, обладающим точно энергией, необходимой для спонтанного излучения, внешний фотон увеличивается на тот, который излучается возбужденным атомом. Кроме того, оба фотона освобождаются от то же возбужденное состояние в той же фазе. Этот процесс, называемый стимулированным излучением, является фундаментальным для лазерного воздействия (показано на рисунке выше). В этом процессе ключом является фотон, имеющий точно такую ​​же длину волны, что и излучаемый свет.

Усиление и инверсия населения

Когда создаются благоприятные условия для стимулированного излучения, все больше и больше атомов вынуждены испускать фотоны, тем самым инициируя цепную реакцию и высвобождая огромное количество энергии. Это приводит к быстрому накоплению энергии излучения одной конкретной длины волны (монохроматического света), когерентно распространяющейся в определенном фиксированном направлении. Этот процесс называется усилением за счет стимулированного излучения.

Число атомов на любом уровне в данный момент времени называется населением этого уровня. Обычно, когда материал не возбуждается извне, популяция нижнего уровня или основного состояния больше, чем популяция верхнего уровня. Когда численность населения верхнего уровня превышает численность населения нижнего уровня, что является изменением нормальной занятости, процесс называется инверсией населения. Эта ситуация необходима для лазерного воздействия. Для любого стимулированного излучения.

Необходимо, чтобы верхний энергетический уровень или метастабильное состояние имели долгое время жизни, то есть атомы должны останавливаться в метастабильном состоянии на большее время, чем на нижнем уровне. Таким образом, для лазерного воздействия механизм накачки (возбуждаемый внешним источником) должен быть таким, чтобы поддерживать более высокую популяцию атомов на верхнем энергетическом уровне относительно таковой на нижнем уровне.

Необходимо, чтобы верхний энергетический уровень или метастабильное состояние имели долгое время жизни, то есть атомы должны останавливаться в метастабильном состоянии на большее время, чем на нижнем уровне. Таким образом, для лазерного воздействия механизм накачки (возбуждаемый внешним источником) должен быть таким, чтобы поддерживать более высокую популяцию атомов на верхнем энергетическом уровне относительно таковой на нижнем уровне.

Управление лазерным диодом

Лазерный диод работает при гораздо более высоком токе, обычно примерно в 10 раз больше, чем обычный светодиод. На рисунке ниже сравнивается график светоотдачи нормального светодиода и лазерного диода. В светодиоде световой выход постоянно увеличивается с увеличением тока диода. Однако в лазерном диоде лазерное излучение не генерируется до тех пор, пока текущий уровень не достигнет порогового уровня, когда начинает возникать стимулированное излучение. Пороговый ток обычно составляет более 80% от максимального тока, который устройство пройдет до разрушения! По этой причине ток через лазерный диод должен быть тщательно отрегулирован.

По этой причине ток через лазерный диод должен быть тщательно отрегулирован

Сравнение между светодиодом

Другая проблема состоит в том, что испускание фотонов очень зависит от температуры, диод уже работает близко к своему пределу и поэтому нагревается, поэтому изменяется количество испускаемого света (фотонов) и ток диода. К тому времени, когда лазерный диод работает эффективно, он работает на грани катастрофы! Если ток уменьшается и падает ниже порогового тока, вынужденное излучение прекращается; просто слишком большой ток и диод разрушен.

Поскольку активный слой заполнен колеблющимися фотонами, часть (обычно около 60%) света уходит в узком плоском пучке от края диодной микросхемы. Как показано на рисунке ниже, некоторое остаточное излучение также уходит на противоположный край и используется для активировать фотодиод , который преобразует свет обратно в электрический ток. Этот ток используется в качестве обратной связи для схемы автоматического управления диодом, чтобы измерить активность в лазерном диоде и таким образом убедиться, контролируя ток через лазерный диод, что выходной ток и свет остаются на постоянном и безопасном уровне.

Этот ток используется в качестве обратной связи для схемы автоматического управления диодом, чтобы измерить активность в лазерном диоде и таким образом убедиться, контролируя ток через лазерный диод, что выходной ток и свет остаются на постоянном и безопасном уровне

Управление лазерным диодом

Применение лазерного диода

Лазерные диодные модули идеально подходят для применения в таких областях, как наука о жизни, промышленные или научные приборы. Лазерные диодные модули доступны с широким спектром длин волн, выходной мощности или формы луча.

Лазеры малой мощности используются во все большем количестве знакомых приложений, включая проигрыватели и записывающие устройства для CD и DVD, устройства для считывания штрих-кодов, системы безопасности, оптические средства связи и хирургические инструменты

Промышленное применение: гравировка, резка, скрайбирование, сверление, сварка и т. Д.
Медицинские аппликации удаляют нежелательные ткани, диагностику раковых клеток с помощью флуоресценции, стоматологические препараты. В целом, результаты с использованием лазеров лучше, чем результаты с использованием хирургического ножа.

Лазерные диоды, используемые для телекоммуникаций. В области телекоммуникаций лазерные диоды в диапазоне 1,3 мкм и 1,55 мкм, используемые в качестве основного источника света для лазеров на основе кварцевого волокна, имеют меньшие потери пропускания в полосе. Лазерный диод с другим диапазоном используется для накачки источника для оптического усиления или для ближней оптической связи.

Таким образом, это все о конструкции лазерного диода и его использовании. Если вы заинтересованы в строительство светодиодных проектов самостоятельно, тогда вы можете обратиться к нам, разместив свои вопросы или новаторские мысли в разделе комментариев ниже. Вот вопрос для вас, какова функция лазерного диода?

Реклама

Календарь

Архивы

Таймер автоматического полива своими руками: примеры изготовления
Одним из условий полноценного роста и развития растений является своевременный полив. Но не всегда в силу занятости хозяев и удаленности участка от города есть возможность его обеспечивать. Решить проблему

Полировка мелких и глубоких царапин на кузове автомобиля своими руками
Дефекты, не достигшие уровня грунта, устраняются полировкой царапин на кузове автомобиля. Обработке могут быть подвергнуты трещины, помутневшая поверхность лака, небольшие сколы — существует множество

Антикор автомобиля - антикоррозийная обработка кузова своими руками
Коррозия – это та самая беда всех автомобилей, которая начинает преследовать их с момента выпуска автомобилей с конвейеров. В результате действия ржавчины, металлическая часть кузова теряет свою прочность,

Антенна для автомагнитолы – как подключить своими руками? + Видео
1 Какую антенну выбрать для своего автомобиля? На сегодняшний день различают два вида автомобильных антенн: Внешние (штыревые или телескопические ТВ). В данном случае речь идет о пассивном устройстве,

Шумоизоляция авто своими руками. Материалы, видео.
Основным назначением шумоизоляции является избавление от шумов, возникающих при движении автомобиля в салоне. Любой автомобиль даже новый пропускает определённое количество шума от работы двигателя, качения

Обработка днища автомобиля антикором своими руками
Несущий элемент каждого автомобиля – это, конечно же, кузов и его днище, которое выполняет функцию так называемой платформы, на которой располагаются основные элементы авто. Именно поэтому при приобретении

Чем и как проверить компрессию двигателя автомобиля своими руками, отличия для бензинового и дизельного, какова норма и прочее
Главным критерием, на который обращают внимание все автомобилисты при выборе машины, является мощность двигателя. Снижение мощности силового агрегата, сложности в его пуске практически всегда ввергают

Автомобильные антенны, как сделать автомобильную антенну своими руками. Как самостоятельно сделать антенну для автомобиля. Делаем автомобильную антенну своими руками.
На сегодняшний день автомобильные антенны имеют различное назначение. В боевое время они ловят связь, а в мирное — навигационную информацию и каналы вещания. Ввиду простоты конструкции автомобильную

Доработка авто своими руками: стеклопластик для тюнинга
Когда говорят о тюнинге, первая ассоциация, которая приходит в голову – стеклопластик. Почему этот материал так распространён и особенно применим к современным авто? На эти и другие вопросы мы попытаемся

Как закрасить царапину на машине своими руками?
Независимо от того, насколько аккуратно и бережно вы используете свой автомобиль, со временем по тем или иным причинам на поверхности его кузова все равно образуются царапины. По типу сложности такие

© 2013
Powered www.avtodrom-tv.ru © 2016