激光二极管工作原理(激光二极管的组成)

二极管激光器中的P-N结由两个掺杂砷化镓层形成。它有两种平端结构,一种是平行于端部的镜面结构,另一种是部分反射。激光二极管本质上是半导体二极管。根据P-N结材料是否相同,激光二极管可分为同质结、单异质结、双异质结和量子阱激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低、输出功率高的优点,是市场主流产品。作为元件材料,使用AlGaAs、InGaAlP、InGaN、ZnO等化合物半导体。由于LSI、Tr、Di等中使用的Si的跃迁概率较差,因此不适合激光二极管。

激光二极管中的P-N结由两个掺杂砷化镓层形成。它有两种平端结构,一种是平行于端部的镜面结构,另一种是部分反射。发出的光的波长与接头的长度完全相关。

激光二极管工作原理(激光二极管的组成)

当P-N结受到外部电压源的正向偏置时,电子会像普通二极管一样穿过该结并重新组合。

当电子与空穴复合时,就会释放光子。这些光子撞击原子,导致更多的光子被释放。

随着正向偏置电流的增加,更多的电子进入耗尽区并导致更多的光子被发射。

最终,一些在耗尽区内随机漂移的光子垂直撞击反射表面,从而沿着其原始路径反射回来。反射的光子从结的另一端再次反射。光子从一端到另一端的这种运动连续发生多次。

在光子的运动过程中,由于雪崩效应,更多的原子会释放更多的光子。

这种反射和产生越来越多光子的过程会产生非常强烈的激光束。上述发射过程中产生的每个光子在能级、相位关系和频率方面与其他光子相同。因此,发射过程给出单一波长的激光束。

为了产生激光束,激光二极管中的电流必须超过一定的阈值水平。低于阈值水平的电流迫使二极管表现得像LED,发出不相干的光。

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