Laserdioden (LD) en fotodiodes (PD) verschillen in hun werkprincipes, structuren, toepassingen en kenmerken.
1. Werkprincipe
Laserdiode (LD):
Beginsel: A Laserdiodeis een halfgeleiderapparaat dat licht uitzendt door het proces vangestimuleerde emissie. Wanneer elektrische stroom in de diode wordt geïnjecteerd, recombineren elektronen en gaten in het actieve gebied van de halfgeleider en uitstoot fotonen. Deze fotonen stimuleren de emissie van meer fotonen en door optische feedbackmechanismen (zoals spiegels of resonerende holtes), wordt een coherente lichtstraal (laser) gegenereerd.
Belangrijkste kenmerken:
Monochromatisch: Het uitgangslampje is bijna een enkele golflengte.
Samenhangend: De uitgezonden lichtgolven behouden een consistente faserelatie.
Directioneel: De laserstraal is zeer directioneel, met een smalle divergentiehoek.
Fotodiode (PD):
Beginsel: A Fotodiodewerkt op basis van defotovoltaïsch effectoffotogeleidingseffect. Wanneer lichte fotonen het halfgeleidermateriaal raken (meestal bij de PN-junctie), opwinden ze elektronen, waardoor elektronengatparen ontstaan. Deze ladingsdragers worden gescheiden door een intern elektrisch veld en genereren een elektrische stroom of spanning die evenredig is met de lichtintensiteit.
Belangrijkste kenmerken:
Fotovoltaïsch effect: In nul bias genereert het licht een spanning over de fotodiode.
Fotogeleidingseffect: In omgekeerde bias genereert de fotodiode een fotostroom die evenredig is met de invallende lichtintensiteit.
2. Functie en toepassingen
Laserdiode (LD):
Functie: De belangrijkste functie van eenLaserdiodeis uit te zendencoherent licht(laser), vaak gebruikt in communicatiesystemen, sensoren en beeldvormingstechnologieën. Door de elektrische stroom aan te passen, kan het uitgangsvermogen van de laserdiode worden geregeld.
Toepassingen:
Optische communicatie: Laserdioden worden gebruikt als lichtbronnen in vezeloptische communicatiesystemen, waarbij elektrische signalen worden omgezet in optische signalen voor overdracht op lange afstand.
Laserprinters: In laserprinters scant de laserdiode de afbeelding op de trommel om een geladen patroon voor tonerafzetting te maken.
Barcodescanners: Laserdioden worden gebruikt in barcodescanners, waarbij de laserstraal de barcodes leest door het licht van de afgedrukte codes te reflecteren.
Lidar (lichtdetectie en variërend): Gebruikt in laserbereikvinders en mapping -systemen, waarbij laserpulsen worden uitgestoten en hun reflectietijden worden gemeten om afstanden te berekenen.
Medische toepassingen: Gebruikt in laserchirurgie, dermatologie en oogbehandelingen voor hun precisie en gecontroleerde lichtoutput.
Laserverlichting en displays: Laserdioden worden gebruikt in zeer nauwkeurige verlichting, display-technologieën en laserprojectoren.
Fotodiode (PD):
Functie: A Fotodiodeis ontworpen omlicht detecterenen converteer het in een elektrisch signaal. Het wordt vaak gebruikt in toepassingen die de detectie en meting van lichtintensiteit vereisen, zoals in communicatiesystemen of lichtsensoren.
Toepassingen:
Optische communicatie: Fotodiodes worden gebruikt in optische ontvangers om optische signalen terug te detecteren en om te zetten in elektrische signalen in vezeloptische communicatiesystemen.
Spectroscopie: In optische spectroscopie zetten fotodioden licht om in een elektrisch signaal voor analyse van verschillende golflengten.
Beeldvormingssystemen: Gebruikt in digitale camera's, nachtzicht en andere beeldvormingsapparaten waar licht wordt omgezet in een digitaal beeld.
Infrarooddetectie: Fotodiodes worden vaak gebruikt voor het detecteren van infraroodlicht in toepassingen zoals afstandsbedieningsontvangers en IR -sensoren.
Medische instrumenten: In medische toepassingen zoals pulsoximeters (meten van bloedzuurstofniveaus) worden fotodioden gebruikt om lichtabsorptie door bloed te detecteren.
Milieumonitoring: Fotodiodes worden gebruikt in lichtsensoren voor het detecteren van omgevingslichtniveaus en omgevingscondities.
3. Lichtuitgang en responskarakteristieken
Laserdiode (LD):
Lichtuitgang: Laserdioden uitgezondenlaserlicht, wat heeft:
Monochromaticiteit: Het licht geproduceerd door een laserdiode is bijna een enkele golflengte, waardoor het ideaal is voor hoogcisietoepassingen.
Samenhang: Het uitgezonden licht is coherent, wat betekent dat de golffronts in fase met elkaar zijn, wat leidt tot een stabiele en gerichte balk.
Directionaliteit: Laserdioden hebben een zeer directionele uitgang met een zeer kleine divergentiehoek, waardoor de laserstraal over lange afstanden kan blijven.
Helderheid: Laserlicht is veel helderder dan LED -licht, omdat het sterk gefocust is in een smalle balk.
Fotodiode (PD):
Lichte reactie: Fotodiodes genereren eenelektrisch signaal(stroom of spanning) bij blootstelling aan licht:
Evenredigheid: De gegenereerde stroom is recht evenredig met de invallende lichtintensiteit, waardoor ze geschikt zijn voor het meten en detecteren van verschillende lichtniveaus.
Snelle reactie: Fotodioden hebben zeer snelle responstijden, waardoor ze geschikt zijn voor optische communicatie met hoge snelheid en snelle lichtdetectiesystemen.
Spectrale reactie: Het spectrale bereik van een fotodiode hangt af van het gebruikte materiaal. Siliciumfotodiodes reageren bijvoorbeeld meestal op zichtbaar en bijna-infrarood licht, terwijl indium galliumarsenide (IngaaS) fotodioden licht in het infraroodspectrum kan detecteren.
4. Structuur en ontwerp
Laserdiode (LD):
Structuur: Een typische laserdiode bestaat uit meerderehalfgeleiderlagenmet verschillende bandgaps, die zijn ontworpen om een effectief licht-emitterend gebied te creëren (actief gebied). Het meest voorkomende ontwerp is eenheterostructuurwaar materialen met verschillende energiebandgaps worden gebruikt om de stroom van dragers te regelen en lichtemissie te bevorderen.
Resonerende holte: Laserdioden gebruiken vaak eenresonerende holtemet spiegels of het reflecteren van oppervlakken aan elk uiteinde om licht te reflecteren en het binnen het apparaat te versterken.
Koelmechanisme: Vanwege de warmte die tijdens de werking wordt gegenereerd, vereisen laserdioden meestal eenkoellichaamof actieve koeling om stabiele prestaties te behouden.
Fotodiode (PD):
Structuur: Een fotodiode bestaat meestal uit eenPN Junctionof eenStructuur.
PN Junction: De eenvoudigste vorm van een fotodiode, waarbij een halfgeleider van het p-type en N-type wordt samengevoegd. Dit is gebruikelijk in toepassingen met een laag vermogen.
Pin Junction: Een meer geavanceerde structuur, waar eenintrinsiek (i)Semiconductor-laag is ingeklemd tussen de lagen van het P-type en N-type, waardoor betere prestaties worden geboden in termen van responstijd en efficiëntie, vooral in high-speed-toepassingen.
Verpakking: Fotodiodes zijn meestal verpaktOpofchip-on-boardConfiguraties, afhankelijk van de toepassing.
5. Elektrische kenmerken
Laserdiode (LD):
Huidige kenmerken: Laserdioden werken boven eendrempelstroomDat is vereist om laserlicht uit te zenden. Onder deze drempel gedraagt de diode zich als een LED, die onsamenhangend licht uitstraalt. Zodra de stroom de drempel overschrijdt, begint de coherente laseremissie.
Drempelstroom: Dit is de minimale stroom waarbij de laserdiode coherent licht begint uit te stoten. Als de stroom te laag is, zendt het apparaat een onsamenhangend licht uit; Als het te hoog is, kan de diode oververhit raken.
Spanningskenmerken: Laserdioden werken meestal opHogere spanningen(1,5 V tot 3,5 V) vergeleken met reguliere LED's. De spanning is stabiel zodra de drempelstroom is overschreden.
Fotodiode (PD):
Huidige kenmerken: Fotodioden produceren eenfotostroomDat is recht evenredig met de intensiteit van het invallende licht.
Omgekeerde bias: In omgekeerde bias vertonen fotodioden hogere gevoeligheid en snellere responstijden. De gegenereerde fotostroom is evenredig met de lichtintensiteit en de stroom van de diode is bijna constant voor een bepaalde lichtintensiteit.
Nul bias: Sommige fotodiodes kunnen werken bij nul bias, waarbij de fotostroom wordt gegenereerd zonder een externe spanning. Dit is gebruikelijk in toepassingen met een laag vermogen.
Spanningskenmerken: Fotodioden werken vaak inomgekeerde biasom de fotostroom te maximaliseren en de donkere stroom te minimaliseren. De omgekeerde spanning kan de snelheid van respons en gevoeligheid verbeteren.
Ons adres
Mansion Supping, nr. 200 Zhenhua Rd, Xihu District, Hangzhou, China
Telefoonnummer
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
