Optoelektroniikan, fotodioioiden ja laser diodit ovat kahden tyyppisiä ydinlaitteita, joilla on vastaavasti optisen signaalin havaitsemisen ja päästöjen avainroolit.
Fotodiodit muuntavat valoenergian sähköisiksi signaaleiksi fotoelektrisen vaikutuksen kautta ja niitä käytetään laajasti tunnistamiseen, viestinnän vastaanottamiseen ja lääketieteelliseen havaitsemiseen; Laseridiodit tuottavat korkeaa kohoamislasereita stimuloidun päästöjen kautta, ja siitä tulee optisen kuituviestinnän, teollisen prosessoinnin ja kulutuselektroniikan ydinvalonlähde. Vaikka molemmat ovat puolijohdeoptoelektronisia laitteita, niiden toiminnoissa (vastaanotto vs. päästö), työperiaatteet (fotoelektriset muuntaminen vs. stimuloitu säteily) ja sovellusskenaariot (pienitehoisten havaitseminen vs. korkean energian laserlähtö) on olennaisia eroja. Tämä artikkeli paljastaa näiden kahden tekniset ominaisuudet ja sovellettavat rajat vertailevan analyysin avulla ja antaa viitteen laitteen valintaan.
Perusmääritelmä ja työperiaate
1. Fotodiodi
Perusmääritelmä:Puolijohdelaite, joka muuntaa valonsignaalit sähkösignaaleiksi. Sen ydinosa on PN -risteys, ja kuoressa on läpinäkyvä ikkuna valon vastaanottamiseksi. Piirikaavion tekstimymboli on yleensä VD.
Työperiaate:Fotoelektrisen vaikutuksen perusteella, kun fotonit säteilevät fotodiodin PN-risteyksen, jos fotonienergia on riittävän suuri, se stimuloi puolijohteessa olevien elektronireiän parien muodostumista. Käänteisen jännitteen vaikutuksen mukaan nämä fotogeneroituneet kantajat osallistuvat ajautumisliikkeeseen, mikä lisää merkittävästi käänteistä virtaa, ja valovirta muuttuu muuttuvan valon voimakkuuden muuttamisen myötä, muuttaen siten valon signaalin sähköiseksi signaaliksi. Kun valoa ei ole, kääntövirta on erittäin pieni, jota kutsutaan tumman virran; Kun valoa on, käänteinen virta kasvaa nopeasti valonvirran muodostamiseksi.
14. Laser -diodi
Perusmääritelmä:Puolijohdelaite, joka tuottaa koherentteja lasereita stimuloidun päästöjen kautta. Se on pääosin puolijohde-diodi, joka koostuu PN-risteyksestä, joka koostuu P-tyyppisistä puolijohteista ja N-tyyppisistä puolijohteista, aktiivisesta kerroksesta, joka säteilee valoa, ja päällystetystä peilistä, joka heijastaa valoa.
Työperiaate:Kun virta virtaa, elektronit injektoidaan N-alueelta P-alueelle ja reikiä injektoidaan P-alueelta N-alueelle, muodostaen korkean energian elektronien ja alhaisen energian reikien korkean tiheyden alueen (hiukkasten inversio). Spontaanilla säteilyllä tuotetut fotonit monistetaan aktiivisessa kerroksessa ja heijastuvat useita kertoja kahdella heijastuspinnalla resonanssiontelossa, stimuloimalla lisää elektronihoitoa ja vapauttamalla samoja taajuutta ja vaihetta fotoneja muodostaen valon monistusvaikutuksen. Kun optinen vahvistus ylittää häviökynnyksen, osittainen heijastin resonanssiontelon toisessa päässä sallii lasersäteen säteilyn suuntaan ja sen aallonpituus määritetään puolijohdemateriaalin kaistalevyn leveydellä.
Ydinerovertailu
| Vertailun mitat | Fotodiodi | Laser diodi |
| Funktio | Valolasignaali → Sähkösignaali (vastaanotin) | Sähkösignaali → Laser (lähetin) |
| Lähtöominaisuudet | Epäjohdonmukainen valon havaitseminen, nopea vasteen nopeus | Johdonmukainen, yksivärinen, erittäin suuntainen laserlähtö |
| Rakenneerot | PN -risteys tai PIN -PIN -rakenne, ei resonanssihalua | Sisältää resonanssitelon (FP\/DFB -rakenne) |
| Työtila | Passiivinen havaitseminen, kynnysvirta ei vaadita | Aktiivinen päästö vaatii kynnysvirran ylittämisen |
| Tehokkuus ja virrankulutus | Pieni virrankulutus, ei voittovaatimusta | Suuri virrankulutus vaatii nykyistä asemaa |
Erot sovellusskenaarioissa
1. Fotodiodien sovellusskenaariot
① Optinen viestintä vastaanottava pää
Skenaario: Optinen kuituviestintä, nopea tiedonsiirtojärjestelmä.
Toiminto: Muunna vastaanotettu optinen signaali sähköiseksi signaaliksi datakoodaa varten.
Ominaisuudet: Korkea herkkyys, nopea vaste (nanosekunnin taso), sopii pitkän matkan viestinnälle.
② Valon voimakkuuden havaitseminen
Skenaario: Ympäristön valaistuksen mittaus, lääketieteelliset laitteet (kuten oksimetri), turvallisuusinfrapunavaikutus.
Toiminto: Tunnista valon voimakkuuden muutokset ja muuntaa ne sähköisignaaleiksi automaattisen ohjauksen tai seurannan saavuttamiseksi.
Ominaisuudet: leveä spektrivaste, kattaa näkyvän valon, infrapuna ja muut nauhat.
③ Turvallisuuslaitteet
Skenaario: Infrapunavalvonta, savunilmaisimet, automaattiset oven ritilät.
Toiminto: Liipaisinhälytykset tai ohjausohjeet optisen signaalin keskeytyksen tai muutosten avulla.
Ominaisuudet: Korkea luotettavuus, pieni virrankulutus, sopiva pitkäaikaiseen seurantaan.
2. Laser -diodien sovellusskenaariot
① Lasertulostus ja viivakoodin skannaus
Skenaario: Tulostimet, viivakoodin skannerit.
Toiminto: Päästä korkean kirkkauden, keskittyneiden lasersäteiden tarkkaa skannausta tai tulostamista varten.
Ominaisuudet: Vahva suuntaus, hyvä yksivärisyys, sopiva tarkkaan paikannukseen.
② Optinen viestintälähetin
Skenaario: Optisen kuidun lähetys, nopea viestintä tietokeskuksissa.
Toiminto: Muunna sähköiset signaalit optisiksi signaaleiksi ja lähetä tietoja optisten kuitujen kautta.
Ominaisuudet: Korkea kaistanleveys, alhainen häviö, tuki erittäin pitkälle etäisyyden siirtymiselle (kuten transokerinen viestintä).
③ Teollisuuden jalostus ja lääketieteellinen hoito
Skenaario: Laserleikkaus, hitsaus, laserleikkaus (kuten oftalmologia, dermatologia).
Toiminto: Käytä korkean energian tiheyslasereita materiaalin käsittelyyn tai kudoksen poistamiseen.
Ominaisuudet: Säädettävä teho, hallittavissa oleva säde, korkea tarkkuus ja ei-kontakti.
Keskeisten suorituskyvyn parametrien vertailu
1. RESPONE -nopeus
| Parametrit | Fotodiodi | Laser diodi |
| Reaktioaika | Nopea (nanosekunnin taso, yleensä<1 ns) | Hitaampi (rajoitettu modulaatiokaistanleveys, yleensä satoja pikosekuntia nanosekuntiin) |
| Vaikuttavat tekijät | Luottaen fotonin absorptioon ja kantoaaltokatkoon, yksinkertaiseen rakenteeseen | Modulaatiota rajoittavat resonanssisen onkalon vaikutus ja elektro-optinen viive |
| Sovellusskenaariot | Nopea optinen viestintävastaanotto, reaaliaikainen valon voimakkuuden seuranta | Optinen viestintälähetys (ulkoinen modulaatio vaaditaan), lasernäyttö |
2. Aallonpituuden vakaus
| Parametrit | Fotodiodi | Laser diodit |
| Aallonpituusalue | Leveä (UV - IR, materiaalista riippuvainen) | Kapea (yksivärinen, aallonpituus määritetty materiaalilla ja rakenteella) |
| Vakaus | Yleinen (lämpötilasta ja prosessista riippuvainen) | High (spectral purity >90%, vakaa lämpötilan hallinta) |
| Sovellusskenaariot | Monispektrinen havaitseminen, ympäristön valon havaitseminen | Tarkkuusmittaus (kuten optinen viestintä, lääketieteelliset laserit), tunnistus |
3. Kustannukset ja monimutkaisuus
| Parametrit | Fotodiodit | Laser diodit |
| Valmistuskustannukset | Matala (yksinkertainen rakenne, resonanssihankalo vaaditaan) | Korkea (tarvitsee tarkka dopingin, resonanssiontelon ja pakkauksen hallinta) |
| Ajaa monimutkaisuus | Matala (ei vaadita kynnysvirtaa, voi olla puolueellinen suoraan) | Korkea (tarvitsee vakiovirtakäyttöä, lämpötilan hallintaa, optista palautetta) |
| Sovellusskenaariot | Edulliset valosähköiset anturit, kulutuselektroniikka | Suorituskykyiset laitteet (kuten lidar, huippuluokan optinen viestintä) |
4. Muiden avainparametrien vertailu
| Parametrit | Fotodiodit | Laser diodi |
| Herkkyys | Keskipitkä (materiaalista ja pinta -alasta riippuvainen) | Korkea (keskittynyt säde, suuriteho tiheys) |
| Lähtöteho | Matala (milliwatt -taso, vain valon havaitseminen) | Korkea (Milliwatt to Watt, modulatable) |
| Ohjaus | Huono (pallonpuolinen säteily) | Erittäin vahva (erokulma<10°, resonant cavity dependent) |
| Elämä | Pitkät (ei luminesenssin ikääntymiskysymyksiä) | Lyhyt (helppo vaimentaa suurella voimalla, vaatii lämmön hajoamisen hallintaa) |
Valitse tarpeidesi mukaan: Fotodiodit (korkea herkkyys, alhaiset kustannukset) ovat edullisia optisten signaalien (kuten viestintävastaanoton ja tunnistuksen) havaitsemiseksi; Laser -diodit (korkea suuntaus ja korkeateho) ovat edullisia laserien (kuten viestinnän siirtymisen ja käsittelyn) säteilylle. Ympäristötekijöitä tulisi myös harkita: fotodiodit soveltuvat laajaan lämpötilaan ja pieniin tehonkulutusskenaarioihin, kun taas laseridiodit vaativat lämpötilan hallintaa ja niiden virrankulutus on suurempi.
Yhteystiedot:
Jos sinulla on ideoita, puhu rohkeasti meille. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitteemme tarjotaksemme asiakkaillemme korkealaatuisia, alhaisia hintoja ja parasta palvelua.
Sähköposti: info@loshield.com
Puh: 0086-18092277517
Faksi: 86-29-81323155
WeChat: 0086-18092277517








