Come scegliere i diodi laser giusti per te?

La differenza tra i diodi emettitori di luce ordinari eDiodi laser

Differenze nel principio di luminescenza:
Il LED utilizza la ricombinazione dell'emissione spontanea di portatori iniettati nell'area attiva per emettere luce, mentre l'LD utilizza la ricombinazione dell'emissione stimolata per emettere luce. La direzione e la fase dei fotoni emessi dal diodo emettitore di luce sono casuali, mentre i fotoni emessi dal diodo laser hanno la stessa direzione e fase.

LED è l'abbreviazione di diodo ad emissione luminosa. È ampiamente presente nella vita quotidiana, come gli indicatori di direzione degli elettrodomestici, le luci posteriori antinebbia delle automobili, ecc. Le caratteristiche più importanti dei LED sono la lunga durata e l'elevata efficienza di conversione fotoelettrica. Fondamentalmente, nella giunzione PN di alcuni materiali semiconduttori, quando i portatori minoritari iniettati si ricombinano con i portatori maggioritari, l'energia in eccesso verrà rilasciata sotto forma di luce, convertendo così direttamente l'energia elettrica in energia luminosa. Quando viene applicata una tensione inversa alla giunzione PN, è difficile che i portatori minoritari vengano iniettati, quindi non emette luce. Questo tipo di diodo realizzato utilizzando il principio dell'elettroluminescenza ad iniezione è chiamato diodo emettitore di luce, comunemente noto come LED.

LD è l'abbreviazione inglese di diodo laser. La struttura fisica del diodo laser consiste nel posizionare uno strato di semiconduttore fotoattivo tra le giunzioni del diodo emettitore di luce. La sua superficie terminale è parzialmente riflettente dopo essere stata lucidata, formando così una cavità di risonanza ottica. Nel caso di polarizzazione diretta, la giunzione LED emette luce e interagisce con la cavità ottica, stimolando ulteriormente l'emissione di una singola lunghezza d'onda di luce dalla giunzione. Le proprietà fisiche di questa luce dipendono dal materiale. Il principio di funzionamento dei diodi laser a semiconduttore è teoricamente lo stesso dei laser a gas. I diodi laser sono ampiamente utilizzati nei dispositivi optoelettronici a bassa potenza come le unità CD nei computer e le testine di stampa nelle stampanti laser.

Ci sono differenze nei principi, nell'architettura e nelle prestazioni tra i due.
(1) Differenza nel principio di funzionamento: il LED utilizza la ricombinazione dell'emissione spontanea di portatori iniettati nell'area attiva per emettere luce, mentre l'LD utilizza la ricombinazione dell'emissione stimolata per emettere luce.
(2) Differenza nell'architettura: LD ha una cavità di risonanza ottica, che consente ai fotoni generati di oscillare e amplificarsi nella cavità, mentre il LED non ha una cavità di risonanza.
(3) Differenza di prestazioni: il LED non ha caratteristiche di valore critico e la sua densità spettrale è diversi ordini di grandezza superiore a quella dell'LD. La potenza di emissione luminosa del LED è ridotta e l'angolo di divergenza è ampio.

Introduzione alla struttura e al principio di funzionamento dei diodi laser
La struttura fisica del diodo laser consiste nel posizionare uno strato di semiconduttore fotoattivo tra le giunzioni del diodo emettitore di luce. La sua superficie terminale è parzialmente riflettente dopo essere stata lucidata, formando così una cavità di risonanza ottica. Nel caso di polarizzazione diretta, la giunzione LED emette luce e interagisce con la cavità ottica, stimolando ulteriormente l'emissione di una singola lunghezza d'onda di luce dalla giunzione. Le proprietà fisiche di questa luce dipendono dal materiale.

Il principio di funzionamento dei diodi laser a semiconduttore è teoricamente lo stesso dei laser a gas. La Figura 1 (b) è un simbolo rappresentativo di un diodo laser. I diodi laser sono ampiamente utilizzati nei dispositivi optoelettronici a bassa potenza come le unità disco ottico sui computer e le testine di stampa nelle stampanti laser.

Semplici principi dei diodi laser
L'emissione di luce nei semiconduttori solitamente deriva dalla ricombinazione di portatori. Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione PN di un semiconduttore, la barriera della giunzione PN verrà indebolita, costringendo gli elettroni ad essere iniettati dalla regione N attraverso la giunzione PN nella regione P e i fori dalla regione P attraverso la giunzione PN nella regione N. Gli elettroni e le lacune dell'equilibrio si ricombineranno, emettendo così fotoni con lunghezza d'onda λ. La formula è la seguente:

λ=hc/Eg (1)
Nella formula: h—costante di Planck; c: velocità della luce; Ad esempio: larghezza del gap di banda del semiconduttore.

Il suddetto fenomeno dell'emissione di luce dovuto alla ricombinazione spontanea di elettroni e lacune è chiamato emissione spontanea. Quando i fotoni generati dall'emissione spontanea attraversano un semiconduttore, una volta passati in prossimità della coppia elettrone-lacuna emessa, possono essere stimolati a ricombinarsi e generare nuovi fotoni. Questo fotone induce i portatori eccitati a ricombinarsi ed emettere nuovi fotoni. Il fenomeno è chiamato emissione stimolata di radiazioni. Se la corrente iniettata è sufficientemente grande, si formerà una distribuzione dei portatori opposta allo stato di equilibrio termico, cioè il numero di particelle sarà invertito. Quando un gran numero di portatori nello strato attivo vengono invertiti, una piccola quantità di fotoni generati dall'emissione spontanea produce radiazione indotta a causa della riflessione reciproca da entrambe le estremità della cavità risonante, causando un feedback positivo di risonanza selettiva in frequenza, o un guadagno a una certa frequenza. Quando il guadagno è maggiore della perdita di assorbimento, dalla giunzione PN può essere emessa luce coerente con buone linee spettrali (laser). Questo è il semplice principio del diodo laser.

Quando scegli i diodi laser adatti a te, puoi seguire questi passaggi:
Determinare le esigenze applicative: identificare per quale applicazione è necessario un diodo laser. È per il taglio laser, la marcatura laser, la misurazione laser o altre applicazioni? Diverse applicazioni hanno requisiti specifici in termini di potenza del laser, lunghezza d'onda e caratteristiche.
Comprendere i parametri tecnici: visualizza la tabella dei parametri tecnici del diodo laser, inclusa la potenza di uscita, l'intervallo di lunghezze d'onda, la divergenza, la temperatura operativa, ecc. Scegli l'intervallo di parametri appropriato in base alle esigenze dell'applicazione.
Considera i fattori economici: considera i fattori di costo in base al tuo budget. Il prezzo di un diodo laser è legato alla sua potenza, qualità e caratteristiche. Valuta le prestazioni e il budget richiesti e scegli il prodotto con le prestazioni in termini di costi più elevati.
Fare riferimento alle recensioni e ai consigli dei clienti: controlla le recensioni e i consigli di altri utenti, in particolare per i casi di applicazioni simili. Ciò può aiutarti a comprendere le prestazioni e l'affidabilità di diverse marche o modelli di diodi laser nelle applicazioni del mondo reale.
Richiedere una consulenza professionale: se non si ha familiarità con la tecnologia laser o si hanno esigenze particolari, si consiglia di consultare un ingegnere o un fornitore professionista nel campo dei laser. Possono fornire consulenza professionale e supporto tecnico in base alle vostre esigenze specifiche.
Considera l'affidabilità della fornitura: scegli un fornitore di laser con una buona reputazione e una catena di fornitura affidabile. Garantire una qualità del prodotto stabile e un supporto tecnico tempestivo.
Condurre esperimenti e test: in base al modello di diodo laser selezionato, condurre esperimenti e test per verificare che le sue prestazioni soddisfino le vostre esigenze. Se necessario, puoi provare prima ad acquistare una piccola quantità di campioni per la valutazione.

Prendendo in considerazione i fattori di cui sopra, è possibile determinare con maggiore precisione le specifiche del diodo laser richieste e selezionare il diodo laser appropriato per la propria applicazione. Allo stesso tempo, si consiglia di consultare noi o ingegneri professionisti per supporto tecnico e suggerimenti più dettagliati.

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Se hai qualche idea, sentiti libero di parlare con noi. Non importa dove siano i nostri clienti e quali siano le nostre esigenze, seguiremo il nostro obiettivo di fornire ai nostri clienti alta qualità, prezzi bassi e il miglior servizio.