Quais são a estrutura e o uso dos diodos laser?

O diodo laseré um laser semicondutor de fonte de luz, também conhecido como diodo laser, inventado na década de 1960. LASER é um acrônimo para "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", frequentemente referido como LD. Como pode produzir luz com exatamente o mesmo comprimento de onda e propriedades de fase, a alta coerência é sua maior característica. Vamos descobrir.

1. Estrutura física

Uma camada de semicondutor fotoativo é colocada entre as junções do diodo emissor de luz, e sua face final tem uma função de reflexão parcial após o polimento, formando assim um ressonador óptico. No caso de polarização direta, a geração de LED emite luz e interage com o ressonador óptico, estimulando ainda mais a emissão de luz de comprimento de onda único da junção, cujas propriedades físicas dependem do material.

Na máquina VCD, o diodo laser semicondutor é um dos principais componentes da cabeça do laser, que é composto principalmente de um composto ternário de dupla heteroestrutura gálio-alumínio-arsênico (AsALGA), é um dispositivo semicondutor infravermelho próximo com um comprimento de onda de 780 ~ 820 nm e uma potência nominal de 3 ~ 5 MW. Além disso, há um diodo laser semicondutor de luz visível (como vermelho), que também é amplamente utilizado em máquinas VCD e leitores de código de barras.

A forma e o tamanho do diodo laser são mostrados na Figura 1. Existem três tipos de estruturas internas.

Como pode ser visto na Figura 2, o diodo laser é composto por duas partes: a primeira parte é a parte de emissão do laser (que pode ser representada por LD), sua função é emitir laser, conforme mostra a Figura 2 eletrodo (2); A segunda parte é a parte receptora do laser (pode ser representada por PD), sua função é aceitar e monitorar o laser emitido pelo LD (claro, se a saída do LD não for monitorada, a parte PD pode ser usada) , conforme mostra a Figura 2 eletrodo (3); Essas duas partes compartilham um eletrodo comum (1), portanto, o diodo laser possui três eletrodos.

O diodo laser tem as vantagens de tamanho pequeno, peso leve, baixo consumo de energia, circuito de acionamento simples, modulação conveniente, resistência a choque mecânico e resistência à vibração, mas é extremamente sensível a sobrecorrente, sobretensão e interferência eletrostática, portanto, em uso, preste atenção especial para não fazer com que seus parâmetros de trabalho excedam seu valor máximo permitido, o método pode ser usado da seguinte forma:

(1) O diodo laser é acionado por uma fonte de corrente constante DC.

(2) Resistores limitadores de corrente em série e capacitores de bypass paralelo no circuito do eletrodo de laser.

(3) Como a temperatura do diodo laser aumentará o valor da corrente que flui através dele, as medidas de dissipação de calor necessárias devem ser usadas para garantir que o dispositivo funcione dentro de uma determinada faixa de temperatura.

(4) A fim de evitar danos causados ​​pelo diodo laser devido à tensão reversa excessiva, o diodo de silício pode ser rápido em paralelo reverso em ambas as extremidades.

2. Método de detecção

(1) Método de medição de resistência: Remova o diodo laser e meça seus valores de resistência positiva e reversa com um multímetro R×1k ou R×10k. Normalmente, o valor da resistência direta está entre 20 e 40 kω e o valor da resistência reversa é infinito. Se o valor da resistência positiva for medido para exceder 50kΩ, isso indica que o desempenho do diodo laser diminuiu. Se o valor medido da resistência direta for maior que 90 kω, isso indica que o diodo está seriamente envelhecido e não pode mais ser usado.

(2) Método de medição de corrente: Use um multímetro para medir a queda de tensão em ambas as extremidades do resistor de carga no circuito de acionamento do diodo laser e, em seguida, estime o valor da corrente que flui através do tubo de acordo com a lei de Ohm, quando a corrente exceder 100mA, se o potenciômetro de potência do laser for ajustado e a corrente não mudar significativamente, o diodo laser pode ser considerado seriamente envelhecido. Se a corrente sair do controle, isso significa que a cavidade óptica do diodo laser foi danificada.

3. Assuntos que precisam de atenção

⑴O laser emitido pelo diodo laser pode causar danos ao olho humano. Quando o diodo está funcionando, é estritamente proibido olhar diretamente para sua face final, não olhar diretamente para o laser através da lente e não observar o laser através do espelho.

⑵O dispositivo precisa de uma fonte de alimentação adequada, a corrente reversa instantânea não deve exceder 2uA e a tensão reversa não deve exceder 3V, caso contrário, danificará o dispositivo. Medidas para evitar surtos de corrente quando a fonte de alimentação está ligada e desligada. Ao testar o circuito do driver com um osciloscópio, desconecte a fonte de alimentação e conecte a ponta de prova do osciloscópio. Se a ponta de prova for testada ligada, o dispositivo pode ser danificado por uma corrente de pico.

⑶O dispositivo deve ser armazenado ou operado em um ambiente limpo.

⑷ Trabalhar em uma temperatura mais alta aumentará a corrente limite, diminuirá a frequência de conversão e acelerará o envelhecimento do dispositivo. Ao ajustar a entrada óptica, o medidor de potência óptica deve ser detectado para evitar exceder a saída nominal grande.

⑸Se a potência de saída for maior que o parâmetro especificado, irá acelerar o envelhecimento do componente.

⑹A máquina precisa aquecer totalmente ou usar sob condições de refrigeração, e a temperatura do diodo laser é rigorosamente controlada abaixo de 20 graus para garantir a vida útil.

⑺ O diodo é um dispositivo sensível à eletrostática, que pode ser retirado somente quando o corpo humano estiver em boas condições. Antiestático pode ser usado por pulseiras antiestáticas.

⑻ O comprimento de onda de saída do laser é afetado pela corrente de trabalho e pela dissipação de calor, por isso é necessário manter boas condições de dissipação de calor e reduzir a temperatura do núcleo do tubo durante o trabalho. Um dissipador de calor é adicionado para evitar que o diodo laser suba muito alto durante a operação.

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