Laserdiode Bevat:
Laserdiode-basics Laserdiodetypen Structuur Hoe een laserdiode werkt Specificaties Betrouwbaarheid
Andere diodes: Diodesoorten
Semiconductor laserdiodetechnologie wordt tegenwoordig op grote schaal gebruikt in veel gebieden van de elektronica-industrie.
Laserdiodetechnologie is nu een gevestigde waarde, waarbij laserdiodes een kosteneffectieve en betrouwbare manier bieden om laserlicht te ontwikkelen.
Want laserdiodes lenen zich voor gebruik op vele gebieden van de elektronica, van CD, DVD en andere vormen van gegevensopslag tot telecommunicatieverbindingen, laser diode technologie biedt een zeer handige manier om coherent licht te ontwikkelen.
Laser diode overzicht
Laser diodes worden gebruikt op alle gebieden van de elektronica van huishoudelijke apparatuur, via commerciële toepassingen tot hash industriële omgevingen. In al deze toepassingen zijn laserdiodes in staat om een kosteneffectieve oplossing te bieden, terwijl ze robuust en betrouwbaar zijn en een hoog prestatieniveau bieden.
Laserdiodetechnologie heeft een aantal voordelen:
- Vermogen: Laserdiodes kunnen vermogens leveren van enkele milliwatts tot enkele honderden watt.
- Rendement: Het rendement van laserdiodes kan meer dan 30% bedragen, waardoor laserdiodes een bijzonder efficiënte methode zijn om coherent licht te genereren.
- Coherent licht: Het wezen van een laser is dat hij coherent licht genereert. Dit kan worden gefocusseerd tot een diffractiebeperkte vlek voor optische opslagtoepassingen met hoge dichtheid.
- Robuuste constructie: Laserdioden zijn volledig in vaste toestand en vereisen geen fragiele glazen elementen of kritische instelprocedures. Daardoor kunnen ze onder zware omstandigheden worden gebruikt.
- Compact: Laserdiodes kunnen vrij klein zijn, waardoor laserdiodetechnologie een zeer compacte oplossing kan bieden.
- Verscheidenheid aan golflengten: Door gebruik te maken van de nieuwste technologie en een verscheidenheid aan materialen, is laserdiodetechnologie in staat licht te genereren over een breed spectrum. Het gebruik van blauw licht met een korte golflengte maakt het mogelijk het beeld scherper te stellen voor opslag met een hogere dichtheid.
- Modulatie: Het is gemakkelijk om een laserdiode te moduleren, en dit maakt laserdiodetechnologie ideaal voor vele hoge datasnelheid communicatietoepassingen. De modulatie wordt bereikt door de aandrijfstroom naar de laserdiode rechtstreeks te moduleren. Hierdoor kunnen frequenties tot enkele GHz worden bereikt voor toepassingen zoals datacommunicatie met hoge snelheid.
Laser diode achtergrond
De naam laser komt van de woorden Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling). Lasers werken door een fenomeen dat gestimuleerde emissie wordt genoemd en dat voor het eerst werd gepostuleerd door Albert Einstein vóór 1920. Hoewel een aantal media, waaronder gassen, vloeistoffen en amorfe vaste stoffen kunnen worden gebruikt voor lasers, werden de eerste gerealiseerd in de jaren 1960 met behulp van robijnen. In 1961 volgde een helium-neon gaslaser, maar pas in 1970 werden door Hayashi halfgeleiderlaserdioden geschikt gemaakt voor gebruik bij kamertemperatuur. Dit was de laatste stap in het onderzoekswerk dat in de loop der jaren door een aantal mensen en organisaties was verricht. Het vereiste een diepgaande studie van de eigenschappen van galliumarsenide, het materiaal dat als basis voor veel laserdiodes wordt gebruikt, en veel werk aan de eigenschappen van de diodestructuren.
Laserdiodesymbool
Het laserdiodesymbool dat voor schakelschema’s wordt gebruikt, is vaak hetzelfde als dat voor lichtemitterende diodes. Dit laserdiodeschakelsymbool maakt gebruik van het basissymbool voor halfgeleiderdioden met pijlen die het genereren en uitstralen van licht aangeven.
Wanneer ze binnen een schakeling worden gebruikt, worden ze vaak aangeduid als een laserdiode om ze te onderscheiden van andere vormen van lichtemitterende diodes.
Laser diode basics
Er zijn twee hoofdtypen halfgeleiderlaser diodes. Ze werken op heel verschillende manieren, hoewel veel van de binnen hen gebruikte concepten zeer vergelijkbaar zijn.
- Injectielaserdiode: De injectielaserdiode, ILD, heeft veel factoren gemeen met lichtemitterende dioden. Zij worden vervaardigd volgens zeer vergelijkbare procédés. Het belangrijkste verschil is dat laserdioden worden vervaardigd met een lang smal kanaal met reflecterende uiteinden. Dit fungeert als een golfgeleider voor het licht.
In werking vloeit er stroom door de PN-junctie en wordt er licht gegenereerd met behulp van hetzelfde proces dat licht genereert in een lichtemitterende diode. Het licht wordt echter opgesloten in de golfgeleider die in de diode zelf is gevormd. Hier wordt het licht gereflecteerd en vervolgens versterkt voordat het door een uiteinde van de laserdiode naar buiten komt. - Optisch gepompte halfgeleiderlaser: Optisch gepompte halfgeleiderlaser, OPSL gebruikt een III-V halfgeleiderchip als basis. Deze fungeert als optisch versterkingsmedium, en een andere laser, die een ILD kan zijn, wordt gebruikt als pompbron. De OPSL-benadering biedt verschillende voordelen, met name bij de keuze van de golflengte en het ontbreken van interferentie van interne elektrodestructuren.
Een meer volledige uitleg van de theorie en werking van laserdiodes is te vinden op een andere pagina binnen deze tutorial.
De laserdiode is nu goed ingeburgerd, en wordt gebruikt in een grote verscheidenheid van toepassingen. Hoewel lang niet zo goedkoop als veel andere vormen van diodes, worden laserdiodes nog steeds in grote hoeveelheden en tegen relatief lage kosten geproduceerd, zoals blijkt uit het feit dat laserdiodes zelfs worden gebruikt in de lichtpotloden die worden gebruikt voor het illustreren van diapresentaties met een overheadprojector. Aan de andere kant van de markt zijn laserdioden voor gebruik in optische communicatiesystemen aangetoond met datasnelheden van meer dan 20 Gbits per seconde. Met prestatieniveaus in dit gebied worden zij in toenemende mate gebruikt in vele communicatietoepassingen.
Meer elektronische componenten:
Resistors Condensatoren Inductors Kwarts kristallen Diodes Transistor Fototransistor FET Geheugentypes Thyristor Connectors RF connectors Valves / Tubes Batterijen Schakelaars Relais
Terug naar Componenten menu . . .