صمامات الليزر الثنائية (LD) هي نوع من مولدات الليزر التي تكون مادة عملها عبارة عن أشباه الموصلات وهي ليزر الحالة الصلبة. تتشابه معظم الثنائيات الليزرية في بنيتها مع الثنائيات العامة. نظرًا لأن الصمام الثنائي الليزري يعمل، فإن عملية تحويل الطاقة للإلكترونات تتضمن مستويين للطاقة فقط، ولا يوجد فقدان للطاقة بسبب فجوة النطاق غير المباشرة، وبالتالي فإن الكفاءة عالية نسبيًا.
لقد مكّن التقدم التكنولوجي أجهزة الليزر من دخول أسواق متنوعة متنوعة كأدوات تقنية احترافية. الثنائيات الليزرية هي تقنية الليزر الأكثر استخدامًا على نطاق واسع وهي عبارة عن أجهزة بسيطة من أشباه الموصلات. على مدار الثلاثين عامًا الماضية، زاد متوسط قوة صناعة صمامات الليزر الثنائية بشكل ملحوظ، في حين انخفض متوسط سعر الواط بشكل كبير. ونتيجة لذلك، تحل صمامات الليزر الثنائية محل بعض تقنيات الليزر وغير الليزر الموجودة، بينما تتيح أيضًا إمكانية ظهور تقنيات بصرية جديدة. تشمل مجالات التطبيق الراسخة لثنائيات الليزر تخزين البيانات واتصالات البيانات والضخ البصري لأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة. وفي المقابل، تمثل معالجة المواد والاستشعار البصري التطور السريع لقطاعات السوق مع العديد من التطبيقات الناشئة.
تشتمل ثنائيات الليزر على ثنائيات ليزر غير متجانسة (SH)، وثنائية غير متجانسة مزدوجة (DH)، وثنائيات ليزر بئر الكم (QW). تتميز ثنائيات الليزر الكمومية بمزايا التيار المنخفض وقدرة الخرج العالية، وهي من المنتجات السائدة في السوق. بالمقارنة مع الثنائيات الليزرية، تتميز الثنائيات الليزرية بمزايا الكفاءة العالية والحجم الصغير والعمر الطويل. ومع ذلك، فإن طاقة الخرج الخاصة بها صغيرة، وخطيتها ضعيفة، وأحادية اللون ليست جيدة جدًا، مما يحد بشكل كبير من تطبيقها في أنظمة تلفزيون الكابل. لا يمكن إرسال إشارات تناظرية متعددة القنوات وعالية الأداء. في وحدة التوصيل لجهاز الاستقبال البصري ثنائي الاتجاه، تُستخدم صمامات ليزر البئر الكمومية عمومًا كمصادر للضوء لنقل الوصلة الصاعدة.
يمكن لباعث ليزر واحد أن يوفر خرج طاقة يتراوح من ملي واط إلى عدة واط. يمكن استخدام كل باعث ليزر بمفرده، أو دمجه في شريط صمام ثنائي ليزر للضخ البصري لأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة، أو دمجه في وحدة صمام ثنائي ليزر. مجموعة لتلبية احتياجات التطبيق المختلفة.
صمام ثنائي الليزر هو مكون ليزر أشباه الموصلات يستخدم على نطاق واسع في اتصالات الألياف الضوئية والعلاج الطبي والعرض والكشف عن الرادار. لديها هيكل بسيط، وتكنولوجيا ناضجة، وجودة عالية وسعر منخفض، وتستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي والبحث العلمي.
يتضمن هيكل صمام ثنائي الليزر بشكل أساسي خمسة أجزاء: منطقة من النوع P، ومنطقة من النوع N، ومنطقة انعكاس من النوع P، ومنطقة انعكاس من النوع N، وتجويف الليزر. من بينها، تشكل منطقة النوع P ومنطقة النوع N تقاطع PN، ومنطقة الانعكاس وتجويف الليزر عبارة عن هياكل بصرية.
تعد المنطقة من النوع P والمنطقة من النوع N جزءًا من الوظيفة الرئيسية لصمام ثنائي الليزر وهي أيضًا العوامل المحددة لتلألؤ صمام ثنائي الليزر. تقدم منطقة النوع P البوزيترونات إلى منطقة النوع N، وتقدم منطقة النوع N الإلكترونات إلى منطقة النوع P. بعد إنشاء تقاطع PN، تتحد البوزيترونات والإلكترونات في تقاطع PN لإرسال الفوتونات لتحقيق التلألؤ. من أجل تحقيق التلألؤ السريع، يجب أن تحتوي منطقة النوع P ومنطقة النوع N على مواد عالية الجودة وتكنولوجيا معالجة دقيقة.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لمنطقة الانعكاس من النوع P ومنطقة الانعكاس من النوع N في عكس الليزر بحيث يولد الليزر نسبة موجة ثابتة في تجويف الليزر. في ثنائيات الليزر، تختلف انعكاسية منطقة الانعكاس من النوع P ومنطقة الانعكاس من النوع N. بشكل عام، انعكاس منطقة الانعكاس من النوع P منخفض جدًا، وانعكاس منطقة الانعكاس من النوع N مرتفع جدًا. مثل هذا التصميم يمكن أن يجعل الليزر ينعكس وينتشر بشكل كامل في تجويف الليزر، وذلك لتحقيق انبعاث ليزر ليفي أحادي الوضع مستقر نسبيًا.
يعد تجويف الليزر الجزء البصري الأكثر أهمية في صمام ثنائي الليزر، وتتمثل مهمته الرئيسية في توفير تأثير تضخيم التغذية المرتدة البصرية. يتكون تجويف الليزر بشكل عام من عاكسات، إحداها نصف عاكسة والأخرى عاكسة عالية. يمكن للتجويف البصري المتكون بين هذين العاكسين تحقيق الانعكاس المستمر لكميات الضوء في تجويف الليزر، وبالتالي تعزيز تأثير تضخيم الليزر. من خلال ضبط انعكاسية العاكس وطول تجويف الليزر، يمكن تحقيق انبعاث ليزر لأطوال موجية ضوئية مختلفة وقدرات خرج مختلفة.
بالإضافة إلى الميزات الهيكلية المذكورة أعلاه، يتضمن صمام ثنائي الليزر أيضًا العديد من الهياكل المساعدة، مثل الأقطاب الكهربائية والركائز والنوافذ وما إلى ذلك. هذا الهيكل ليس الجزء الأساسي من صمام ثنائي الليزر، ولكنه مهم أيضًا لأداء وموثوقية ديود الليزر.
يحتوي صمام ثنائي الليزر على بنية مدمجة، ولكن كل جزء منه يلعب دورًا حيويًا. فقط عندما يعمل كل جزء بالتنسيق، يمكن تحقيق انبعاث ليزر سريع ومستقر نسبيًا. مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا، يتم أيضًا تحسين هيكل ثنائيات الليزر باستمرار وتحسينه، مما يوفر دعمًا أفضل لمجموعة واسعة من التطبيقات.
تُستخدم أشعة الليزر تحت الحمراء بشكل عام في قياس المسافة، ومعدات الإضاءة، والاتصالات، والأسلحة المحاكاة، وما إلى ذلك. ولا شك أن جوهر الليزر هو الصمام الثنائي الليزري، وتحدد قوة الصمام الثنائي الليزري حجم طاقة النبض.
يحتوي الصمام الثنائي الليزري أيضًا على بنية الصمام الثنائي العادي، أي المنطقة N ووصلة PN والمنطقة P. عندما يتم تطبيق جهد أمامي على الصمام الثنائي، سيتم إضعاف حاجز الوصلة PN، مما يجبر على حقن الإلكترونات من المنطقة N عبر الوصلة PN إلى المنطقة P، ويجب حقن الثقوب من المنطقة P عبر الوصلة PN إلى منطقة N. هذه الإلكترونات غير المتوازنة والثقوب المحقونة بالقرب من تقاطع PN سوف تتحد مرة أخرى، وبالتالي تنبعث منها فوتونات.
ومع ذلك، فإن هذه الفوتونات النشطة عشوائية في الوقت والاتجاه، على عكس "تركيز" الليزر. وكما يقول المثل، الوحدة قوة. ولجعل الفوتونات "تتحد" وتنتج ضوءًا متماسكًا ذو اتجاه وطور ثابتين، يجب استيفاء شرطين: 1. إلكترونات كافية 2. اتجاه ثابت.
لذلك، إذا احتاج صمام ثنائي ليزر إلى إصدار ليزر، فيجب تحفيزه بواسطة تيار كبير نابض، ويجب أن يكون هناك هيكل تجويف رنين بصري لضمان أن الإلكترونات لها اتجاه ثابت. هذا هو المبدأ البسيط لثنائي الليزر.
عنواننا
B-1507 قصر Ruiding، رقم 200 طريق Zhenhua، منطقة Xihu
رقم التليفون
0086 181 5840 0345
بريد إلكتروني
info@brandnew-china.com
