Різне

Теорія та робота лазерних діодів

Теорія та робота лазерних діодів

Лазерні діоди та світлодіоди мають ряд спільних елементів щодо їх теорії роботи. Однак теорія роботи лазерного діода включає більше елементів, приймаючи додаткові процеси для забезпечення когерентного світла, яке він виробляє.

Хоча існує безліч різних форм лазерних діодів, основа теорії роботи лазерного діода дуже схожа - основні приписи залишаються незмінними, хоча існує ряд незначних відмінностей у способі їх реалізації.

Основи теорії лазерних діодів

У напівпровідниках є три основні процеси, пов’язані зі світлом:

  • Поглинання світла: Поглинання відбувається, коли світло потрапляє в напівпровідник, а його енергія передається напівпровіднику для утворення додаткових вільних електронів і дірок. Цей ефект широко використовується і дозволяє працювати таким пристроям, як фотодетектори та сонячні елементи.
  • Спонтанне викид: Другий ефект, відомий як спонтанне випромінювання, виникає у світлодіодів. Вироблене таким чином світло - це те, що називають некогерентним. Іншими словами, частота і фаза є випадковими, хоча світло знаходиться в певній частині спектра.
  • Стимульована емісія: Стимульовані викиди різні. Легкий фотон, що потрапляє в напівпровідникову решітку, вразить електрон і випустить енергію у вигляді іншого світлового фотона. Спосіб, яким це відбувається, вивільняє цей новий фотон з однаковою довжиною хвилі та фази. Таким чином світло, яке генерується, називається цілісним.

Ключ до роботи лазерного діода відбувається на стику сильно легованих областей типу p та n. У звичайному p-n переході струм протікає через p-n перехід. Ця дія може відбутися через те, що дірки з області p-типу та електрони з області n-типу поєднуються. З електромагнітною хвилею (в даному випадку світлом), яка проходить через лазерний діодний діодний перехід, виявляється, що відбувається процес фотовипромінювання. Тут фотони випускають подальші фотони світла, коли вони вражають електрони під час рекомбінації дірок і електронів.

Природно, відбувається деяке поглинання світла, що призводить до генерування дірок та електронів, але загальний приріст рівня.

Структура лазерного діода створює оптичну порожнину, в якій світлові фотони мають багаторазове відбиття. Коли генеруються фотони, лише невелика кількість людей може вийти з порожнини. Таким чином, коли один фотон вражає електрон і дає можливість генерувати інший фотон, процес повторюється, і щільність фотона або рівень освітленості починають наростати. Саме при розробці кращих оптичних порожнин проводиться значна частина поточної роботи над лазерами. Забезпечення належного відбивання світла є ключем до роботи пристрою.


Перегляньте відео: Лазер который видно днем. Лазерный уровень для работы на улице. (Може 2021).