Yorug'lik chiqaradigan diodlar va lazerli diodlar o'rtasidagi farq

Zamonaviy texnologiyada yorug'lik chiqaradigan diodlar (LED) vaLazerli diodlar (LDs)ikkita umumiy yorug'lik manbasi texnologiyasidir. Ular ba'zi jihatlarda o'xshash bo'lsa-da, ular ishlash printsipi, qo'llanilishi va ishlashi jihatidan sezilarli farqlarga ega.

Yorug'lik emissiyasi printsipidagi farq: LED yorug'lik chiqarish uchun faol maydonga kiritilgan tashuvchilarning o'z-o'zidan emissiya rekombinatsiyasidan foydalanadi, LD esa yorug'lik chiqarish uchun stimulyatsiya qilingan emissiya rekombinatsiyasidan foydalanadi. Yorug'lik chiqaradigan diod tomonidan chiqarilgan fotonlarning yo'nalishi va fazasi tasodifiy, lazerli diod tomonidan chiqarilgan fotonlar esa bir xil yo'nalish va fazada.

LED yorug'lik chiqaradigan diyotning qisqartmasi. U kundalik hayotda keng tarqalgan, masalan, maishiy texnika indikatorlari, avtomobillarning orqa tumanga qarshi chiroqlari va boshqalar. LEDlarning eng diqqatga sazovor xususiyatlari ularning uzoq xizmat qilish muddati va yuqori fotoelektrik konversiya samaradorligidir. Asosan, ba'zi yarim o'tkazgich materiallarining PN birikmasida, AOK qilingan ozchilik tashuvchilar ko'pchilik tashuvchilar bilan qayta birlashganda, ortiqcha energiya yorug'lik shaklida chiqariladi va shu bilan elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri yorug'lik energiyasiga aylantiradi. PN birikmasiga teskari kuchlanish qo'llanilganda, ozchilik tashuvchilarni AOK qilish qiyin, shuning uchun u yorug'lik chiqarmaydi. Inyeksion elektroluminesans printsipi asosida ishlab chiqarilgan ushbu turdagi diodlar odatda LED deb nomlanuvchi yorug'lik chiqaradigan diyot deb ataladi.

LD - lazer diyotining inglizcha qisqartmasi. Lazer diyotining jismoniy tuzilishi yorug'lik chiqaradigan diyotning birlashmalari orasiga fotoaktiv yarimo'tkazgich qatlamini qo'yishdir. Uning oxirgi yuzasi parlatilgandan so'ng qisman aks etadi va shu bilan optik rezonans bo'shlig'ini hosil qiladi. Oldinga egilish holatida, LED birikmasi yorug'lik chiqaradi va optik rezonans bo'shlig'i bilan o'zaro ta'sir qiladi va shu bilan birlashmadan bitta to'lqin uzunligidagi yorug'likning emissiyasini yanada rag'batlantiradi. Ushbu yorug'likning fizik xususiyatlari materialga bog'liq. Yarimo'tkazgichli lazerli diodlarning ishlash printsipi nazariy jihatdan gaz lazerlari bilan bir xil. Lazerli diodlar kam quvvatli optoelektronik qurilmalarda keng qo'llaniladi, masalan, kompyuterlardagi CD drayvlar va lazer printerlarida chop etish kallaklari.

Ikkala o'rtasidagi printsiplar, arxitektura va ishlashdagi farqlarning qisqacha tavsifi.
(1) Ish printsipidagi farq: LED yorug'lik chiqarish uchun faol maydonga kiritilgan tashuvchilarning o'z-o'zidan emissiya rekombinatsiyasidan foydalanadi, LD esa yorug'lik chiqarish uchun stimulyatsiya qilingan emissiya rekombinatsiyasidan foydalanadi.
(2) Arxitekturadagi farq: LD optik rezonans bo'shlig'iga ega, bu hosil bo'lgan fotonlarning bo'shliqda tebranishi va kuchayishiga imkon beradi, LED esa rezonans bo'shlig'iga ega emas.
(3) Ishlashdagi farq: LED kritik qiymat xususiyatlariga ega emas va uning spektral zichligi LD dan bir necha baravar yuqori. LEDning yorug'lik chiqish quvvati kichik va farqlanish burchagi katta.

Ish printsipi:
Yorug'lik chiqaradigan diod - elektronlar va teshiklarni kiritish orqali yorug'lik hosil qiluvchi yarim o'tkazgichli qurilma. Elektronlar va teshiklar qayta birlashganda, energiya fotonlar shaklida chiqariladi va ko'rinadigan yorug'lik yoki yorug'likning boshqa to'lqin uzunliklarini hosil qiladi. Bundan farqli o'laroq, lazerli diod - bu yorug'lik chiqaradigan diodning maxsus turi bo'lib, u rag'batlantirilgan nurlanish emissiyasi orqali yorug'lik chiqaradi. Lazer diyotida elektronlar yuqori energiya darajasidan past energiya darajasiga o'tganda, ular ma'lum bir chastotaga mos keladigan fotonlarni chiqaradilar va shu bilan yorug'likning izchil kuchaytirilishiga erishadilar.
Nurning xususiyatlari:
Yorug'lik chiqaradigan diodlar tomonidan yaratilgan yorug'lik nurlari odatda bir-biriga bog'liq emas, ya'ni yorug'lik to'lqinlarining fazasi va chastotasi qat'iy munosabatlarga ega emas. Bu yorug'lik chiqaradigan diodning yorug'lik nurini keng yoyishga olib keladi va yuqori darajada fokuslana olmaydi. Bundan farqli o'laroq, lazer diodlari tomonidan ishlab chiqarilgan nurlar kogerentdir, ya'ni yorug'lik to'lqinlarining fazasi va chastotasi o'zgarmas munosabatga ega. Bu lazer diodining nurlarini yuqori darajada yo'naltirish imkonini beradi, bu esa aniqroq ilovalarga imkon beradi.
Spektral xarakteristikalar:
Yorug'lik chiqaradigan diodlar tomonidan ishlab chiqarilgan spektr odatda keng bo'lib, yorug'likning turli to'lqin uzunliklarini o'z ichiga oladi. Bu yorug'lik chiqaradigan diyotlarni yoritish, displey va orqa yorug'lik sohalarida keng qo'llaniladi. Bundan farqli o'laroq, lazer diodlari yorug'likning faqat ma'lum to'lqin uzunliklarini o'z ichiga olgan tor spektrni hosil qiladi. Bu lazer diodlarini aloqa, o'lchash va tibbiy davolash kabi sohalarda yuqori qo'llash qiymatiga ega qiladi.
Samaradorlik va quvvat:
Yorug'lik chiqaradigan diodlar odatda kamroq samaralidir, chunki energiyaning bir qismi issiqlik sifatida yo'qoladi. Bundan tashqari, yorug'lik chiqaradigan diodlarning kuchi odatda kichik bo'lib, ularni yuqori quvvatli ilovalarda ishlatishni cheklaydi. Aksincha, lazerli diodlar samaraliroq, chunki ular ishlab chiqaradigan yorug'lik to'lqinlari yuqori darajada yo'naltirilgan bo'lishi mumkin va shu bilan energiya yo'qotilishini kamaytiradi. Bundan tashqari, lazerli diodlar kattaroq quvvatga ega bo'lishi mumkin, bu ularni yuqori quvvatli ilovalar uchun mos qiladi.
Qo'llash sohalari:
Yorug'lik chiqaradigan diodlar yorug'lik, displey, orqa yorug'lik, signal uzatish va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Ularning arzonligi va yuqori ishonchliligi tufayli ushbu sohalarda yorug'lik chiqaradigan diodlarning bozor ulushi asta-sekin o'sib bormoqda. Aksincha, lazer diodlari asosan aloqa, o'lchash, tibbiyot, ishlab chiqarish va boshqa sohalarda qo'llaniladi. Yuqori quvvat, yuqori fokus va yuqori kogerentlik xususiyatlari tufayli lazer diodlari ushbu sohalarda qo'llashda noyob afzalliklarga ega.

Lazerli diodlarning umumiy parametrlari
(1) To'lqin uzunligi: ya'ni lazer naychasining ishchi to'lqin uzunligi. Hozirgi vaqtda fotoelektrik kalit sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan lazer naychalarining to'lqin uzunliklari 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm va boshqalarni o'z ichiga oladi.
(2) Ith chegara oqimi: ya'ni lazer trubkasi lazer tebranishini hosil qila boshlagan oqim. Umumiy kam quvvatli lazer naychalari uchun uning qiymati o'nlab milliamperga teng. Ko'p kvant quduqli strukturaga ega bo'lgan lazer naychalarining chegara oqimi 10 mA gacha bo'lishi mumkin. quyidagi.
(3) Ish oqimi Iop: Ya'ni, lazer trubkasi nominal chiqish quvvatiga yetganda harakatlantiruvchi oqim. Bu qiymat lazerli haydash sxemasini loyihalash va disk raskadrovka qilish uchun muhimdir.
(4) Vertikal divergensiya burchagi th⊥: lazer diodining yorug'lik chizig'i PN birikmasiga perpendikulyar yo'nalishda ochiladigan burchak, odatda 15˚~40˚ atrofida.
(5) Gorizontal divergensiya burchagi th∥: lazer diodining yorug'lik chiqaruvchi chizig'i PN birikmasiga parallel yo'nalishda ochiladigan burchak, odatda 6˚~10˚ atrofida.
(6) Monitoring oqimi Im: ya'ni lazer trubkasi nominal chiqish quvvatida bo'lganda PIN trubkasidan oqib o'tadigan oqim.

Lazerli diod tekshiruvi
(1) Qarshilikni o'lchash usuli: lazer diyotini olib tashlang va R × 1k yoki R × 10k diapazonida multimetr bilan to'g'ridan-to'g'ri va teskari qarshilik qiymatlarini o'lchang. Odatda, oldinga qarshilik qiymati 20 dan 40 kŌ gacha, teskari qarshilik qiymati esa ∞ (abadiy) dir. Agar o'lchangan to'g'ridan-to'g'ri qarshilik qiymati 50 kŌ dan oshsa, bu lazer diyotining ishlashi pasayganligini anglatadi. Agar o'lchangan to'g'ridan-to'g'ri qarshilik qiymati 90 kŌ dan katta bo'lsa, bu diod jiddiy eskirganligini va endi foydalanish mumkin emasligini anglatadi.
(2) Joriy o'lchash usuli: lazerli diodli qo'zg'alish pallasida yuk qarshiligidagi kuchlanishning pasayishini o'lchash uchun multimetrdan foydalaning va keyin Ohm qonuniga muvofiq trubadan oqib o'tadigan oqim qiymatini baholang. Oqim 100 mA dan oshib ketganda, lazer quvvati potansiyometri sozlangan bo'lsa (5-rasmga qarang) va oqimda aniq o'zgarish bo'lmasa, lazer diodasi jiddiy qarigan deb hisoblash mumkin. Agar oqim keskin oshsa va nazoratdan chiqib ketsa, bu lazer diodining optik rezonans bo'shlig'i buzilganligini anglatadi.

Yorug'lik chiqaradigan diodlar va lazerli diodlar o'rtasida ish printsiplari, nurlanish xususiyatlari, spektral xarakteristikalar, samaradorlik va quvvat va qo'llash sohalari bo'yicha sezilarli farqlar mavjud. Yorug'lik chiqaradigan diodlar yorug'lik va displeylar kabi kam quvvatli, bir-biriga bog'liq bo'lmagan yorug'lik manbalariga ega bo'lgan ilovalar uchun mos keladi, lazer diodlari esa aloqa va tibbiyot kabi yuqori quvvatli, yuqori fokusli va yuqori kogerent yorug'lik manbalariga ega ilovalar uchun javob beradi. Ushbu farqlarni tushunish bizga turli sohalarning ehtiyojlarini qondirish uchun ushbu ikkita yorug'lik manbasi texnologiyasini yaxshiroq tanlash va qo'llashga yordam beradi.

Bog'lanish uchun ma'lumot:

Agar sizda biron bir fikr bo'lsa, biz bilan gaplashing. Mijozlarimiz qayerda bo'lishidan va bizning talablarimiz qanday bo'lishidan qat'i nazar, biz mijozlarimizga yuqori sifat, arzon narxlar va eng yaxshi xizmatni taqdim etish maqsadimizga amal qilamiz.