تختلف ثنائيات الليزر (LD) والوديدات الضوئية (PD) في مبادئ العمل والهياكل والتطبيقات والخصائص.
1. مبدأ العمل
ديود ليزر (LD):
مبدأ: A ديود ليزرهو جهاز أشباه الموصلات ينبعث من الضوء من خلال عمليةالانبعاثات المحفزة. عندما يتم حقن التيار الكهربائي في الصمام الثنائي ، تعيد تجميع الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات ، فوتونات تنبعث منها. تحفز هذه الفوتونات انبعاث المزيد من الفوتونات ، ومن خلال آليات التغذية المرتدة البصرية (مثل المرايا أو تجاويف الرنين) ، يتم إنشاء شعاع ضوء متماسك (ليزر).
الخصائص الرئيسية:
أحادي اللون: ضوء الإخراج هو طول موجة واحدة تقريبًا.
متماسك: تحافظ موجات الضوء المنبعثة على علاقة مرحلة متسقة.
اتجاهي: شعاع الليزر عالي الاتجاه ، مع زاوية التباعد الضيقة.
PhotoDiode (PD):
مبدأ: A ثنائيات ضوئيةتعمل على أساستأثير الكهروضوئيأوالتأثير الضوئي. عندما تصل الفوتونات الخفيفة إلى مادة أشباه الموصلات (عادةً عند تقاطع PN) ، فإنها تثير الإلكترونات ، مما يخلق أزواج فتحة الإلكترون. يتم فصل ناقلات الشحن هذه بحقل كهربائي داخلي ، مما يولد تيارًا كهربائيًا أو جهدًا يتناسب مع شدة الضوء.
الخصائص الرئيسية:
تأثير الكهروضوئي: في التحيز صفر ، يولد الضوء جهد عبر ثنائيات الضوئية.
التأثير الضوئي: في التحيز العكسي ، يولد الثنائي الضوئي التيار ضوئي يتناسب مع شدة الضوء الحادث.
2. الوظيفة والتطبيقات
ديود ليزر (LD):
وظيفة: الوظيفة الرئيسية لـ aديود ليزرهو الانبعاثضوء متماسك(ليزر) ، وغالبًا ما يستخدم في أنظمة الاتصالات ، وأجهزة الاستشعار ، وتقنيات التصوير. عن طريق ضبط التيار الكهربائي ، يمكن التحكم في طاقة إخراج الصمام الثنائي بالليزر.
التطبيقات:
التواصل البصري: يتم استخدام الثنائيات بالليزر كمصادر إضاءة في أنظمة الاتصالات البصرية الألياف ، حيث يتم تحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات بصرية لنقل المسافات الطويلة.
طابعات الليزر: في طابعات الليزر ، يقوم الصمام الثنائي بالليزر بمسح الصورة على الأسطوانة لإنشاء نمط مشحون لترسب الحبر.
الماسحات الضوئية الباركود: يتم استخدام الثنائيات بالليزر في ماسحات الباركود ، حيث يقرأ شعاع الليزر الرموز الباركية عن طريق عكس الضوء على الرموز المطبوعة.
LIDAR (الكشف عن الضوء ونتراون): المستخدمة في أدوات النطاق بالليزر وأنظمة رسم الخرائط ، حيث تنبعث نبضات الليزر ويتم قياس أوقات الانعكاس لحساب المسافات.
التطبيقات الطبية: يستخدم في جراحة الليزر ، والجلد الأمراض ، وعلاجات العين لدقة وإخراج الضوء المتحكم فيه.
إضاءة الليزر والعروض: يتم استخدام الثنائيات بالليزر في الإضاءة عالية الدقة ، وتقنيات العرض ، وأجهزة العرض بالليزر.
PhotoDiode (PD):
وظيفة: A ثنائيات ضوئيةتم تصميمه لاكتشف الضوءوتحويلها إلى إشارة كهربائية. يتم استخدامه بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب اكتشاف شدة الضوء وقياسها ، كما هو الحال في أنظمة الاتصالات أو مستشعرات الضوء.
التطبيقات:
التواصل البصري: تُستخدم الأدوات الضوئية في أجهزة الاستقبال البصرية لاكتشاف وتحويل الإشارات البصرية مرة أخرى إلى إشارات كهربائية في أنظمة الاتصالات البصرية.
التحليل الطيفي: في التحليل الطيفي البصري ، تقوم الأدوات الضوئية بتحويل الضوء إلى إشارة كهربائية لتحليل الأطوال الموجية المختلفة.
أنظمة التصوير: يستخدم في الكاميرات الرقمية والرؤية الليلية وأجهزة التصوير الأخرى حيث يتم تحويل الضوء إلى صورة رقمية.
اكتشاف الأشعة تحت الحمراء: يتم استخدام الأدوار الضوئية بشكل شائع للكشف عن ضوء الأشعة تحت الحمراء في تطبيقات مثل مستقبلات التحكم عن بُعد وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء.
الأدوات الطبية: في التطبيقات الطبية مثل مقاييس تأكسج النبض (قياس مستويات أكسجين الدم) ، تُستخدم الأدوات الضوئية للكشف عن امتصاص الضوء عن طريق الدم.
المراقبة البيئية: يتم استخدام الأدوار الضوئية في أجهزة استشعار الضوء للكشف عن مستويات الإضاءة المحيطة والظروف البيئية.
3. خصائص إخراج الضوء وخصائص الاستجابة
ديود ليزر (LD):
إخراج الضوء: تنبعث الثنائيات بالليزرضوء الليزرالتي لديها:
أحادي اللون: يعد الضوء الناتج عن الصمام الثنائي بالليزر طولًا موجيًا واحدًا تقريبًا ، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات عالية الدقة.
التماسك: الضوء المنبعث متماسك ، مما يعني أن واجهات الموجة في مرحلة مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى شعاع مستقر ومركّز.
الاتجاه: تحتوي الثنائيات بالليزر على ناتج اتجاهي للغاية مع زاوية تباعد صغيرة جدًا ، والتي تسمح لحزمة الليزر بالبقاء مركزة على مسافات طويلة.
سطوع: ضوء الليزر أكثر إشراقًا من ضوء LED ، لأنه يركز بشكل كبير في شعاع ضيق.
PhotoDiode (PD):
استجابة الضوء: توليد الضوئية تولدإشارة كهربائية(التيار أو الجهد) عندما يتعرض للضوء:
التناسب: يتناسب التيار المتولد بشكل مباشر مع شدة الضوء الحادث ، مما يجعلها مناسبة لقياس واكتشاف مستويات الضوء المختلفة.
استجابة سريعة: الأدوار الضوئية لها أوقات استجابة سريعة للغاية ، مما يجعلها مناسبة للاتصالات البصرية عالية السرعة وأنظمة الكشف عن الضوء السريع.
الاستجابة الطيفية: يعتمد النطاق الطيفي للذوكر الضوئي على المادة المستخدمة. على سبيل المثال ، عادة ما تستجيب أدوات السيليكون الضوئية للضوء المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء ، في حين أن أدويات غاليوم الإنديوم (Ingaas) يمكن أن تكتشف الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء.
4. الهيكل والتصميم
ديود ليزر (LD):
بناء: يتكون الصمام الثنائي الليزر النموذجي من عدةطبقات أشباه الموصلاتمع خلفات النطاقات المختلفة ، والتي تم تصميمها لإنشاء منطقة فعالة للانبعاثات الإضاءة (منطقة نشطة). التصميم الأكثر شيوعًا هو أبنية غير متجانسةحيث يتم استخدام مواد ذات خلفات طاقة مختلفة للتحكم في تدفق شركات النقل وتعزيز انبعاثات الضوء.
تجويف الرنين: غالبًا ما تستخدم الثنائيات بالليزر ملفتجويف الرنينمع المرايا أو الأسطح العاكسة في كل نهاية لتعكس الضوء وتضخيمه داخل الجهاز.
آلية التبريد: بسبب الحرارة المتولدة أثناء التشغيل ، تتطلب الثنائيات بالليزر عادة أتقليل الحرارةأو تبريد نشط للحفاظ على أداء مستقر.
PhotoDiode (PD):
بناء: الثنائي الضوئي يتكون عادة من أتقاطع PNأو أبنية دبوس.
تقاطع PN: أبسط شكل من أشكال الثياب الضوئية ، حيث يتم ربط أشباه الموصلات من النوع P و N-type. هذا أمر شائع في التطبيقات منخفضة الطاقة.
تقاطع دبوس: هيكل أكثر تقدما ، حيثجوهري (ط)تقع طبقة أشباه الموصلات بين الطبقات P-type و N-type ، مما يوفر أداء أفضل من حيث وقت الاستجابة والكفاءة ، وخاصة في التطبيقات عالية السرعة.
التغليف: عادة ما يتم تعبئة الأدوات الضوئية فيإلى كانأورقاقة على متن الطائرةالتكوينات ، اعتمادا على التطبيق.
5. الخصائص الكهربائية
ديود ليزر (LD):
الخصائص الحالية: تعمل الثنائيات بالليزر فوق أعتبة التيارهذا مطلوب لبدء انبعاث ضوء الليزر. أسفل هذه العتبة ، يتصرف الصمام الثنائي مثل LED ، ينبعث منه الضوء غير المتماسك. بمجرد أن يتجاوز التيار العتبة ، يبدأ انبعاث الليزر المتماسك.
عتبة التيار: هذا هو الحد الأدنى للتيار الذي يبدأ فيه الصمام الثنائي بالليزر في انبعاث الضوء المتماسك. إذا كان التيار منخفضًا جدًا ، فإن الجهاز ينبعث من الضوء غير المتماسك ؛ إذا كان مرتفعًا جدًا ، فقد يرتفع الصمام الثنائي.
خصائص الجهد: تعمل الثنائيات بالليزر عادة علىفولتية أعلى(1.5 فولت إلى 3.5 فولت) مقارنة مع المصابيح العادية. الجهد مستقر بمجرد تجاوز تيار العتبة.
PhotoDiode (PD):
الخصائص الحالية: عوامل الضوئية تنتج أالتيار الضوئيهذا يتناسب مباشرة مع شدة ضوء الحادث.
تحيز عكسي: في التحيز العكسي ، تظهر الضوئية حساسية أعلى وأوقات استجابة أسرع. يتناسب التيار الضوئي الذي تم إنشاؤه مع شدة الضوء ، ويكون تيار الصمام الثنائي ثابتًا تقريبًا لكثافة ضوء معينة.
صفر التحيز: يمكن أن تعمل بعض الأدوات الضوئية في التحيز الصفري ، حيث يتم إنشاء التيار الضوئي بدون جهد خارجي. هذا أمر شائع في التطبيقات منخفضة الطاقة.
خصائص الجهد: غالبا ما تعمل الأدوات الضوئية فيتحيز عكسيلزيادة التيار الضوئي وتقليل التيار المظلم. الجهد العكسي يمكن أن يعزز سرعة الاستجابة والحساسية.
عنواننا
القصر المدمر ، رقم 200 Zhenhua ، مقاطعة Xihu ، Hangzhou ، الصين
رقم التليفون
0086 181 5840 0345
بريد إلكتروني
info@brandnew-china.com
