Kuo skiriasi fotoelektrinis lazerio diodas ir lazerio diodas?

May 20, 2025 Palik žinutę

Optoelektronikos, fotodiodų ir Lazerio diodai yra dviejų tipų pagrindiniai įrenginiai, kurie vaidina atitinkamai pagrindinį optinio signalo aptikimo ir emisijos vaidmenį.

 

Fotodiodai per fotoelektrinį efektą paverčia šviesos energiją į elektrinius signalus ir yra plačiai naudojami jutimo, ryšių priėmimo ir medicininio aptikimo metu; Nors lazeriniai diodai sukuria aukštos kokybės lazerius per stimuliuojamą emisiją, tampa pagrindiniu šviesos šaltiniu optinio pluošto ryšių, pramoniniam apdorojimui ir vartotojui elektronikai. Nors abu yra puslaidininkiniai optoelektroniniai įtaisai, jų funkcijos (priėmimo ir emisijos priėmimas ir emisija), darbo principai (fotoelektrinis konvertavimas ir stimuliuota radiacija) ir taikymo scenarijai (mažos galios aptikimas vs didelės energijos lazerio lazerio išvestis) yra esminiai skirtumai. Šiame straipsnyje bus atskleistos dviejų dviejų dviejų ribų, atliekant palyginamąją analizę, ir pateikiama nuoroda į įrenginio pasirinkimą.

 

Pagrindinis apibrėžimas ir darbo principas
1. Fotodiodas
Pagrindinis apibrėžimas:
Puslaidininkių įtaisas, paverčiantis šviesos signalus į elektrinius signalus. Pagrindinė jo dalis yra PN sankryža, o apvalkalas turi skaidrų langą, kad gautų šviesą. Teksto simbolis grandinės diagramoje paprastai yra VD.
Darbo principas:Remiantis fotoelektriniu efektu, kai fotonai švitins fotodiodo PN jungtį, jei fotono energija yra pakankamai didelė, ji stimuliuos elektronų skylės porų generavimą puslaidininkyje. Veikiant atvirkštinei įtampai, šie fotogeneruoti nešikliai dalyvauja dreifo judesyje, o tai žymiai padidina atvirkštinę srovę, o foto srovės keičiasi keičiant kritimo šviesos intensyvumą, taip paverčiant šviesos signalą į elektrinį signalą. Kai nėra šviesos, atvirkštinė srovė yra ypač maža, kuri vadinama tamsia srove; Kai yra šviesa, atvirkštinė srovė greitai padidėja, kad sudarytų foto srovę.
2. Lazerio diodas
Pagrindinis apibrėžimas:
Puslaidininkių įtaisas, sukuriantis nuoseklius lazerius per stimuliuojamą emisiją. Iš esmės tai yra puslaidininkių diodas, kurį sudaro PN sankryža, sudaryta iš P tipo puslaidininkių ir N tipo puslaidininkių, aktyvų sluoksnį, skleidžiantį šviesą, ir padengtą veidrodį, atspindintį šviesą.
Darbo principas:Kai srovė teka, elektronai švirkščiami iš N regiono į P sritį, o skylės įšvirkščiamos iš P srities į N regioną, sudarant didelio tankio plotą, kuriame yra didelio energijos elektronų ir mažos energijos skylės jungties srityje (dalelių inversija). Spontaniškos radiacijos sukuriami fotonai yra amplifikuoti aktyviame sluoksnyje ir kelis kartus atspindi du atspindžio paviršius rezonansinės ertmėse, stimuliuodami daugiau elektronų perėjimų ir išleidžiant to paties dažnio ir fazės fotonus, sudarydami šviesos amplifikacijos efektą. Kai optinis padidėjimas viršija nuostolių slenkstį, dalinis reflektorius viename rezonansinės ertmės gale leidžia lazerio pluoštui skleisti kryptingai, o jo bangos ilgį nustato puslaidininkinės medžiagos juostos plotis.

 

Pagrindinių skirtumų palyginimas

Palyginimo matmenys Fotodiodas Lazerio diodas
Funkcija Šviesos signalas → elektrinis signalas (imtuvas) Elektrinis signalas → Lazeris (siųstuvas)
Išvesties charakteristikos Nenuoseklus šviesos aptikimas, greitas atsako greitis Nuoseklus, monochromatinis, labai kryptinis lazerio išėjimas
Struktūriniai skirtumai PN sankryžos ar kaiščio struktūra, nėra rezonansinės ertmės Sudėtyje yra rezonansinės ertmės (FP\/DFB struktūra)
Darbo režimas Pasyvus aptikimas, nereikia slenkstinės srovės Aktyvi išmetimas, reikia viršyti slenksčio srovę
Efektyvumas ir energijos suvartojimas Mažos energijos suvartojimas, nereikalaujama pelno Didelės energijos suvartojimas, reikalingas dabartinis važiavimas

 

Taikymo scenarijų skirtumai
1. Fotodiodų taikymo scenarijai
① Optinis ryšys, gaunantis pabaigą

Scenarijus: optinio pluošto ryšys, spartos duomenų perdavimo sistema.
Funkcija: Konvertuokite gautą optinį signalą į elektrinį signalą duomenų dekodavimui.
Savybės: didelis jautrumas, greitas atsakas (nanosekundės lygis), tinkami ryšiui tolimam atstumui.
② Šviesos intensyvumo aptikimas
Scenarijus: Aplinkos šviesos apšvietimo matavimas, medicininė įranga (pvz., Oksimetras), saugumo infraraudonųjų spindulių aptikimas.
Funkcija: aptikti šviesos intensyvumo keičia ir paversti juos elektriniais signalais, kad būtų pasiektas automatinis valdymas ar stebėjimas.
Funkcijos: Platus spektrinis atsakas, dengiantis matomą šviesą, infraraudonųjų spindulių ir kitų juostų.
③ Apsaugos įranga
Scenarijus: infraraudonųjų spindulių stebėjimas, dūmų detektoriai, automatinės durų grotelės.
Funkcija: suaktyvinimo aliarmai arba valdymo instrukcijos per optinio signalo pertraukimą ar pakeitimus.
Funkcijos: didelis patikimumas, mažos energijos suvartojimas, tinkamas ilgalaikiam stebėjimui.

2. Lazerinių diodų taikymo scenarijai
① Lazerio spausdinimas ir brūkšninių kodų nuskaitymas

Scenarijus: spausdintuvai, brūkšninių kodų skaitytuvai.
Funkcija: Išmeskite aukštą ryškumą, sufokusuotos lazerio sijos, kad būtų galima tiksliai nuskaityti ar spausdinti.
Savybės: stiprus kryptingumas, geras vienspalvis, tinkamas aukšto tikslumo padėties nustatymui.
② optinio ryšio siųstuvas

Scenarijus: optinio pluošto perdavimas, greitaeigė ryšys duomenų centruose.
Funkcija: konvertuokite elektrinius signalus į optinius signalus ir perduokite duomenis per optinius pluoštus.
Funkcijos: didelis pralaidumas, mažas nuostolis, ypač ilgo atstumo perdavimo palaikymas (pvz., Transoceanic Communication).
③ Pramoninis perdirbimas ir gydymas

Scenarijus: Lazerio pjaustymas, suvirinimas, lazerio operacija (pvz., Oftalmologija, dermatologija).
Funkcija: medžiagų apdorojimui ar audinių pašalinimui naudokite didelio energijos tankio lazerius.
Savybės: Reguliuojama galia, kontroliuojamas pluoštas, aukštas tikslumas ir nekontaktinis veikimas.

 

Pagrindinių veiklos parametrų palyginimas

1. Atsakymo greitis

Parametrai Fotodiodas Lazerio diodas
Atsakymo laikas Greitas (paprastai nanosekundės lygis, paprastai<1 ns) Lėtesnis (ribojamas moduliavimo pralaidumo, paprastai šimtai pikosekundžių iki nanosekundžių)
Įtakos veiksniai Remdamiesi fotonų absorbcija ir nešiklio tranzito laiku, paprasta struktūra Moduliacijos greitį riboja rezonansinis ertmės efektas ir elektro-optinis uždelsimas
Taikymo scenarijai Greita optinio ryšio priėmimas, realiojo laiko šviesos intensyvumo stebėjimas Optinio ryšio perdavimas (reikalinga išorinė moduliacija), lazerio ekranas

 

2. Bangos ilgio stabilumas

Parametrai Fotodiodas Lazerio diodai
Bangos ilgio diapazonas Platus (nuo UV iki IR, priklausoma nuo medžiagos) Siauras (monochromatinis, bangos ilgis, nustatomas pagal medžiagą ir struktūrą)
Stabilumas Bendroji (priklausoma nuo temperatūros ir proceso) High (spectral purity >90%, stabilus kontroliuojant temperatūrą)
Taikymo scenarijai Kelių spektrų aptikimas, aplinkos šviesos aptikimas Tikslus matavimas (pvz., Optinis ryšys, medicininiai lazeriai), jutimas

3. Išlaidos ir sudėtingumas

Parametrai Fotodiodai Lazerio diodai
Gamybos kaina Žema (paprasta struktūra, nereikia rezonansinės ertmės) Aukšta (reikia tiksliai valdyti dopingą, rezonansinę ertmę ir pakuotę)
Važiavimo sudėtingumas Maža (nereikia slenkstinės srovės, gali būti tiesiogiai šališkas) Aukštas (reikia nuolatinės srovės pavaros, temperatūros valdymo, optinio grįžtamojo ryšio)
Taikymo scenarijai Pigių fotoelektrinių jutiklių, vartojimo elektronika Aukštos kokybės įranga (pvz., „LiDAR“, aukštos klasės optiniai ryšiai)

4. Kitų pagrindinių parametrų palyginimas

Parametrai Fotodiodai Lazerio diodas
Jautrumas Terpė (priklausoma nuo medžiagos ir srities) Aukštas (koncentruotas pluoštas, didelis galios tankis)
Išvesties galia Žemas (Milliwatt lygis, tik šviesos aptikimas) Aukšta (Milliwatt iki Watt, moduliuojama)
Direkalumas Prastas (pusrutulio spindulys) Nepaprastai stiprus (divergencijos kampas<10°, resonant cavity dependent)
Gyvenimas Ilgas (be liuminescencijos senėjimo klausimų) Trumpai (lengva susilpninti esant didelei galiai, reikia šilumos išsklaidymo valdymo)

 

Pasirinkite pagal savo poreikius: fotodiodai (didelis jautrumas, mažos išlaidos) teikiama pirmenybė aptikti optinius signalus (tokius kaip ryšio priėmimas ir jutimas); Lazeriniai diodai (aukštas kryptingumas ir didelė galia) teikiama pirmenybė skleidžiant lazerius (pvz., Ryšio perdavimą ir apdorojimą). Taip pat reikėtų atsižvelgti į aplinkos veiksnius: fotodiodai yra tinkami plataus temperatūros ir mažos energijos suvartojimo scenarijams, o lazeriniams diodams reikia kontroliuoti temperatūrą ir jas didesnis energijos suvartojimas.

 

Kontaktinė informacija:

Jei turite idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, mes laikysimės savo tikslo suteikti klientams aukštos kokybės, žemas kainas ir geriausią paslaugą.

Siųsti užklausą

whatsapp

Telefono

El. paštas

Tyrimo