Ero valodiodien ja laserdiodien välillä

Nykytekniikassa valodiodit (LED) jaLaserdiodit (LD)ovat kaksi yleistä valonlähdetekniikkaa. Vaikka ne ovat joiltakin osin samanlaisia, niillä on merkittäviä eroja toimintaperiaatteen, sovelluksen ja suorituskyvyn suhteen.

Ero valoemission periaatteessa: LED käyttää aktiiviselle alueelle injektoitujen kantajien spontaaneja emissiorekombinaatioita valon lähettämiseen, kun taas LD käyttää stimuloitua emission rekombinaatiota valon lähettämiseen. Valodiodin lähettämien fotonien suunta ja vaihe ovat satunnaisia, kun taas laserdiodin lähettämät fotonit ovat samansuuntaisia ​​ja -vaiheisia.

LED on lyhenne sanoista Light Emitting Diode. Se näkyy laajalti jokapäiväisessä elämässä, kuten kodinkoneiden merkkivaloissa, autojen takasumuvaloissa jne. LEDien merkittävimpiä ominaisuuksia ovat niiden pitkä käyttöikä ja korkea valosähköinen muunnostehokkuus. Pohjimmiltaan joidenkin puolijohdemateriaalien PN-liitoksessa, kun ruiskutetut vähemmistökantajat yhdistyvät enemmistön kantajien kanssa, ylimääräinen energia vapautuu valon muodossa, jolloin sähköenergia muuttuu suoraan valoenergiaksi. Kun käänteinen jännite syötetään PN-liitokseen, vähemmistökantoaaltojen injektointi on vaikeaa, joten se ei lähetä valoa. Tämän tyyppistä diodia, joka on valmistettu ruiskutuselektroluminesenssin periaatteella, kutsutaan valodiodiksi, joka tunnetaan yleisesti nimellä LED.

LD on englanninkielinen lyhenne sanoista laserdiode. Laserdiodin fyysinen rakenne on sijoittaa valodiodin liitoskohtien väliin kerros valoaktiivista puolijohdetta. Sen päätypinta on osittain heijastava kiillotuksen jälkeen ja muodostaa siten optisen resonanssiontelon. Eteenpäin suuntautuvan biasin tapauksessa LED-liitos lähettää valoa ja on vuorovaikutuksessa optisen resonanssiontelon kanssa stimuloiden siten edelleen yhden valon aallonpituuden säteilyä liitoksesta. Tämän valon fysikaaliset ominaisuudet ovat materiaaliriippuvaisia. Puolijohdelaserdiodien toimintaperiaate on teoriassa sama kuin kaasulaserien. Laserdiodeja käytetään laajalti pienitehoisissa optoelektronisissa laitteissa, kuten tietokoneiden CD-asemissa ja lasertulostimien tulostuspäissä.

Lyhyt kuvaus näiden kahden periaatteiden, arkkitehtuurin ja suorituskyvyn eroista.
(1) Ero toimintaperiaatteessa: LED käyttää aktiiviselle alueelle injektoitujen kantajien spontaaneja emissiorekombinaatioita valon lähettämiseen, kun taas LD käyttää stimuloitua emissiorekombinaatiota valon lähettämiseen.
(2) Ero arkkitehtuurissa: LD:ssä on optinen resonanssiontelo, joka mahdollistaa syntyneiden fotonien värähtelyn ja vahvistumisen ontelossa, kun taas LEDissä ei ole resonanssionteloa.
(3) Ero suorituskyvyssä: LEDillä ei ole kriittisen arvon ominaisuuksia, ja sen spektritiheys on useita suuruusluokkia suurempi kuin LD:n. LEDin valoteho on pieni ja erotuskulma suuri.

Toimintaperiaate:
Valodiodi on puolijohdelaite, joka tuottaa valoa ruiskuttamalla elektroneja ja reikiä. Kun elektronit ja aukot yhdistyvät uudelleen, energiaa vapautuu fotonien muodossa, jolloin syntyy näkyvää valoa tai muita valon aallonpituuksia. Sitä vastoin laserdiodi on erityinen valoa emittoiva diodi, joka tuottaa valoa stimuloidun säteilyn avulla. Laserdiodissa, kun elektronit siirtyvät korkealta energiatasolta alhaiselle energiatasolle, ne vapauttavat tiettyä taajuutta vastaavia fotoneja, jolloin saadaan aikaan koherentti valon vahvistus.
Säteen ominaisuudet:
Valodiodien tuottamat valonsäteet ovat yleensä epäkoherentteja, eli valoaaltojen vaiheella ja taajuudella ei ole kiinteää yhteyttä. Tämä saa valodiodin valonsäteen leviämään laajasti, eikä sitä voida tarkasti tarkentaa. Sitä vastoin laserdiodien tuottamat säteet ovat koherentteja, mikä tarkoittaa, että valoaaltojen vaiheella ja taajuudella on kiinteä suhde. Tämä mahdollistaa laserdiodin säteen korkean tarkentamisen, mikä mahdollistaa tarkemmat sovellukset.
Spektriominaisuudet:
Valodiodien tuottama spektri on yleensä laaja ja sisältää erilaisia ​​valon aallonpituuksia. Tämä tekee valodiodeista laajalti käytössä valaistuksessa, näytössä ja taustavalokentissä. Sitä vastoin laserdiodit tuottavat kapean spektrin, joka sisältää vain tietyt valon aallonpituudet. Tämän ansiosta laserdiodeilla on korkeampi käyttöarvo esimerkiksi viestinnässä, mittauksessa ja sairaanhoidossa.
Tehokkuus ja teho:
Valodiodit ovat yleensä vähemmän tehokkaita, koska osa energiasta häviää lämpönä. Lisäksi valodiodien teho on yleensä pieni, mikä rajoittaa niiden käyttöä suuritehoisissa sovelluksissa. Sitä vastoin laserdiodit ovat tehokkaampia, koska niiden tuottamat valoaallot voivat olla erittäin fokusoituja, mikä vähentää energiahävikkiä. Lisäksi laserdiodit voivat olla teholtaan suurempia, joten ne sopivat suuritehoisiin sovelluksiin.
Sovellusalueet:
Valodiodeja käytetään laajalti valaistuksessa, näytössä, taustavalossa, signaalinsiirrossa ja muilla aloilla. Alhaisempien kustannustensa ja paremman luotettavuutensa ansiosta valodiodien markkinaosuus näillä aloilla kasvaa vähitellen. Sitä vastoin laserdiodeja käytetään pääasiassa viestinnän, mittauksen, lääketieteen, valmistuksen ja muilla aloilla. Suuren tehonsa, korkean tarkennuksensa ja koherenssiominaisuuksiensa ansiosta laserdiodilla on ainutlaatuisia etuja näiden alojen sovelluksissa.

Laserdiodien yleiset parametrit
(1) Aallonpituus: eli laserputken käyttöaallonpituus. Tällä hetkellä valosähköisinä kytkiminä käytettävien laserputkien aallonpituuksia ovat 635 nm, 650 nm, 670 nm, 690 nm, 780 nm, 810 nm, 860 nm, 980 nm jne.
(2) Kynnysvirta Ith: eli virta, jolla laserputki alkaa tuottaa laservärähtelyä. Yleisissä pienitehoisissa laserputkissa sen arvo on noin kymmeniä milliampeeria. Laserputkien, joissa on jännittynyt monikvanttikuopparakenne, kynnysvirta voi olla jopa 10 mA. seuraavat.
(3) Käyttövirta Iop: Eli käyttövirta, kun laserputki saavuttaa nimellislähtötehon. Tämä arvo on tärkeä laserohjauspiirin suunnittelussa ja virheenkorjauksessa.
(4) Pystyhajotuskulma θ⊥: Kulma, jossa laserdiodin valonauha avautuu kohtisuoraan PN-liitokseen nähden, yleensä noin 15˚~40˚.
(5) Horisontaalinen hajautuskulma θ∥: Kulma, jossa laserdiodin valokaista avautuu PN-liitoksen suuntaiseen suuntaan, yleensä noin 6˚~10˚.
(6) Valvontavirta Im: eli PIN-putken läpi kulkeva virta, kun laserputki on nimellislähtöteholla.

Laserdiodin tarkastus
(1) Resistanssin mittausmenetelmä: Irrota laserdiodi ja mittaa sen eteen- ja taaksepäin resistanssiarvot yleismittarilla alueella R×1k tai R×10k. Normaalisti myötäsuuntaisen resistanssin arvo on välillä 20 - 40 kΩ ja käänteisen resistanssin arvo on ∞ (ääretön). Jos mitattu myötäsuuntainen resistanssiarvo ylittää 50 kΩ, se tarkoittaa, että laserdiodin suorituskyky on heikentynyt. Jos mitattu myötäsuuntainen resistanssiarvo on suurempi kuin 90kΩ, se tarkoittaa, että diodi on vakavasti vanhentunut eikä sitä voi enää käyttää.
(2) Virran mittausmenetelmä: Mittaa yleismittarilla jännitehäviö laserdiodin ohjauspiirin kuormitusvastuksen yli ja arvioi sitten putken läpi virtaava virta Ohmin lain mukaisesti. Kun virta ylittää 100 mA, jos laserin tehopotentiometriä säädetään (katso kuva 5), ​​eikä virrassa ole ilmeistä muutosta, voidaan päätellä, että laserdiodi on vakavasti vanhentunut. Jos virta kasvaa jyrkästi ja menee käsistä, se tarkoittaa, että laserdiodin optinen resonanssiontelo on vaurioitunut.

Valodiodien ja laserdiodien välillä on merkittäviä eroja toimintaperiaatteiden, säteen ominaisuuksien, spektriominaisuuksien, hyötysuhteen ja tehon sekä sovellusalueiden suhteen. Valodiodit sopivat sovelluksiin, joissa on pienitehoisia epäkoherentteja valonlähteitä, kuten valaistus ja näytöt, kun taas laserdiodit soveltuvat sovelluksiin, joissa on suuritehoisia, erittäin fokusoituja ja erittäin koherentteja valonlähteitä, kuten viestintä ja lääketiede. Näiden erojen ymmärtäminen auttaa meitä valitsemaan ja soveltamaan näitä kahta valonlähdeteknologiaa paremmin eri alojen tarpeisiin.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.