半导体激光二极管是如何工作的?
出处:维库电子市场网 发布于:2021-07-07 15:23:47
众所周知,激光技术已深入到国民经济和国防建设的各个领域。光盘(CD)的巨大市场驱动着半导体激光器的技术发展,红光半导体激光二极管的诞生又将激光技术推向新的发展阶段。目前,世界上有众多的厂家纷纷开发生产激光二极管,如NEC、日立、索尼、三菱、飞利浦和美国的Laser Max等。激光二极管产品按波长和功率分类已形成系列,并继续向短波和大功率发展。
由激光二极管配以光学和冷却系统构成的小型红光半导体激光器(光源),正被大量用于激光教鞭、条形码阅读器、激光打印机、视频光盘和测量仪器的瞄准指示等方面。由于其体积小,重量轻,寿命长(4 × 104h以上),价格不高,又可用电池直接驱动,特别适用于隧道矿井、野外作业及生产现场等方面,因而大有取代红光波段的氦氖气体激光器之势。
下面以TOLD9211二极管为例,简要介绍一下其构造和使用注意事项。
构造与工作过程
(1)构造
半导体激光二极管 TOLD9211 的工作波长为 670mm,属于可见光范畴,故又称为红光半导体激光二极管。其外形如图11-19(a)所示,内部构造如图11-19(b)所示,电气图形符号如图11-19(c)所示。射出激光的VD1的阴极电极与引脚①相连,阳极及管壳与引脚②连接。除此之外,与VD1一起还有一个接收其激光的光电二极管VD2,其阴极与阳极分别由引脚②和③引出。
图11-19 激光二极管的外形、结构及电气图形符号
(2)工作过程
激光二极管的工作过程如图11-20所示,对VD1来说是正向接法,对VD2来说是反向接法,引脚②接正电位;与VD1串联的限流电阻R控制 VD1的工作电流 Iop,也就是控制管子的发光功率;VD2受光后转换出的光电流 Im在串联电阻 R′上的电压信号反映出发射光功率的大小,因此添加反馈控制电路即可达到稳定输出光功率的目的。VD1和VD2封在一个管壳内是激光二极管的特点。
使用注意事项
① 防静电:在拿取管子或焊接引脚时,手一定要带上接地腕带(腕带串接1MΩ 电阻接地,如图11-21所示,防止人体所带静电击坏管子。
激光二极管的结构和使用注意事项
② 焊接:焊接时,电烙铁的外壳应接地,好将电源插头从插座上拔下来。焊接时间要短(焊接温度260℃,焊接时间小于5s), 焊不牢隔一定时间后可再焊 。
③ 工作电流:调整时不要使其超过值,亦不能有过冲电流。防止调整中的断线情况,否则会烧坏管子。交、直流工作均可,但峰值均不得超过值。
④ 如不需监控输出,亦可不用VD2。
⑤ 防止激光光束伤害眼睛:激光器工作时,不得直接或通过反射观看光源,否则会伤害眼睛。按国际惯例,激光器上应粘贴警告标签。
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