Mitä eroa on fotoelektrisen laser diodin ja laser diodin välillä?

May 20, 2025 Jätä viesti

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.

Lähetä kysely

whatsapp

Puhelin

Sähköposti

Tutkimus