Laserdiodi Sisältää:
Laserdiodin perusteet Laserdiodityypit Rakenne Miten laserdiodi toimii Tekniset tiedot Luotettavuus
Muut diodit: Diodityypit
Puolijohdelaserdioditekniikka on nykyään laajalti käytössä monilla elektroniikkateollisuuden aloilla.
Laserdioditekniikka on nykyään vakiintunut, ja laserdiodit tarjoavat kustannustehokkaan ja luotettavan keinon kehittää laservaloa.
Laserdiodit soveltuvat käytettäviksi monilla elektroniikan aloilla CD- ja DVD-levyistä ja muista tietovarastoista aina tietoliikenneyhteyksiin asti, ja laserdioditekniikka tarjoaa erittäin kätevän keinon kehittää koherenttia valoa.
Laserdiodien yleiskatsaus
Laserdiodien yleiskatsaus
Laserdiodit soveltuvat käytettäviksi kaikilla elektroniikan aloilla kotitalouskäyttöön tarkoitetuissa laitteissa kaupallisissa sovellutuksissa ja rajuissa teollisissa ympäristöissä. Kaikissa näissä sovelluksissa laserdiodit pystyvät tarjoamaan kustannustehokkaan ratkaisun ja ovat samalla kestäviä ja luotettavia ja tarjoavat korkean suorituskyvyn.
Laserdioditekniikalla on useita etuja:
- Tehokapasiteetti: Laserdiodit pystyvät tuottamaan tehoja muutamasta milliwatista aina muutamaan sataan wattiin asti.
- Hyötysuhde: Laserdiodien hyötysuhde voi olla yli 30 %, mikä tekee laserdiodista erityisen tehokkaan menetelmän koherentin valon tuottamiseen.
- Koherentti valo: Laserin luonteeseen kuuluu, että se tuottaa koherenttia valoa. Tämä voidaan fokusoida diffraktiorajoitetuksi pisteeksi suuren tiheyden optisia tallennussovelluksia varten.
- Kestävä rakenne: Laserdiodit ovat täysin kiinteitä, eivätkä ne vaadi hauraita lasielementtejä tai kriittisiä asetustoimenpiteitä. Näin ollen ne pystyvät toimimaan vaikeissa olosuhteissa.
- Kompakti: Laserdiodit voivat olla melko pieniä, mikä mahdollistaa sen, että laserdioditekniikka tarjoaa erittäin kompaktin ratkaisun.
- Erilaisia aallonpituuksia: Käyttämällä uusinta teknologiaa ja erilaisia materiaaleja laserdioditekniikka pystyy tuottamaan valoa laajalla spektrillä. Lyhyen aallonpituuden omaavan sinisen valon käyttö mahdollistaa kuvan tarkemman tarkennuksen tiheämpää tallennusta varten.
- Modulaatio: Laserdiodia on helppo moduloida, mikä tekee laserdioditekniikasta ihanteellisen moniin suuren tiedonsiirtonopeuden viestintäsovelluksiin. Modulaatio saadaan aikaan moduloimalla suoraan laserdiodin ajovirtaa. Tämä mahdollistaa jopa useiden GHz:n taajuuksien saavuttamisen nopean tiedonsiirron kaltaisissa sovelluksissa.
Laserdiodin tausta
Nimi laser tulee sanoista Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laserit toimivat stimuloiduksi emissioksi kutsutun ilmiön ansiosta, jonka Albert Einstein postuloi ensimmäisen kerran ennen vuotta 1920. Vaikka laserissa voidaan käyttää useita väliaineita, kuten kaasuja, nesteitä ja amorfisia kiinteitä aineita, ensimmäiset laserit toteutettiin 1960-luvulla rubiinien avulla. Tätä seurasi helium-neonikaasulaser vuonna 1961, mutta vasta vuonna 1970 Hayashi sai puolijohdelaserdiodit toimimaan huoneenlämmössä. Tämä oli viimeinen vaihe tutkimustyössä, jota useat henkilöt ja organisaatiot olivat vuosien varrella tehneet. Se oli edellyttänyt monien laserdiodien perustana käytettävän materiaalin, galliumarsenidin, ominaisuuksien perusteellista tutkimista ja paljon työtä diodirakenteiden ominaisuuksien parissa.
Laserdiodin symboli
Laserdiodin symboli, jota käytetään kytkentäkaavioissa, on usein sama kuin valoa säteilevien diodien symboli. Tässä laserdiodin piirisymbolissa käytetään puolijohdediodin perussymbolia, jossa nuolet ilmaisevat valon syntymisen ja lähdön. Ne toimivat varsin eri tavoin, vaikka monet niissä käytetyt käsitteet ovat hyvin samankaltaisia.
- Injektiolaserdiodi: Injektiolaserdiodilla, ILD, on monia yhteisiä tekijöitä valoa emittoivien diodien kanssa. Ne valmistetaan hyvin samankaltaisilla prosesseilla. Tärkein ero on se, että laserdiodien valmistuksessa on pitkä kapea kanava, jossa on heijastavat päät. Tämä toimii valon aaltojohtimena.
Toiminnassa virta kulkee PN-liitoksen läpi ja valoa tuotetaan samalla prosessilla, jolla valoa tuotetaan valoa säteilevässä diodissa. Valo rajoittuu kuitenkin itse diodiin muodostuneeseen aaltojohtimeen. Siellä valo heijastuu ja vahvistuu ennen kuin se poistuu laserdiodin toisesta päästä. - Optisesti pumpattu puolijohdelaser: Optisesti pumpattu puolijohdelaser, OPSL, käyttää perustana III-V-puolijohdesirua. Tämä toimii optisena vahvistusmediana, ja toista laseria, joka voi olla ILD, käytetään pumppulähteenä. OPSL-lähestymistapa tarjoaa useita etuja, erityisesti aallonpituuden valinnassa ja sisäisten elektrodirakenteiden aiheuttamien häiriöiden puuttumisessa.
Täydellisempi selitys laserdiodien teoriasta ja toiminnasta löytyy toiselta sivulta tässä opetusohjelmassa.
Laserdiodi on nykyään vakiintunut, ja sitä käytetään monissa eri sovelluksissa. Vaikka laserdiodit eivät ole läheskään yhtä halpoja kuin monet muut diodimuodot, niitä valmistetaan silti valtavia määriä ja suhteellisen edullisesti, mistä on osoituksena se, että laserdioodeja käytetään jopa valokynissä, joita käytetään piirtoheitinkoneen diaesitysten havainnollistamiseen. Markkinoiden toisessa päässä optisissa viestintäjärjestelmissä käytettävien laserdiodien on osoitettu tuottavan yli 20 gigabitin sekuntinopeuksia. Kun suorituskyky on tällä alueella, niitä käytetään yhä enemmän monissa tietoliikennesovelluksissa.
Lisää elektroniikkakomponentteja:
Taajuusmuuttajat Kondensaattorit Induktorit Kvartsikiteet Diodit Transistorit Valotransistori FET Muistityypit Tyristori Liittimet RF-liittimet Venttiilit / putket Akut Kytkimet Releet
Palaa Komponentit-valikkoon . . .