激光二极管操作及其应用

天然白光由可见光谱的所有vibgyor颜色组成，这是许多不同频率的广泛宽带。普通的LED使光输出通常由一种颜色组成，但甚至该光包含电磁波，覆盖相当宽的频带。聚焦光的透镜系统具有固定焦距，但聚焦各种波长（颜色）的光所需的焦距是不同的。因此，每种颜色将聚焦在不同的点，导致'色差'。该激光二极管灯仅包含单个频率。因此，它可以通过简单的镜头系统聚焦到极小的点。由于只存在一个波长，因此，来自光源的所有能量都集中到非常小的光的光。激光是通过受刺激的辐射发射光放大的首字母缩略词。

激光二极管结构

上图显示了激光二极管的简化结构，其类似于a发光二极管（LED）。它使用掺杂有硒，铝或硅等元素的砷化镓，以产生P型和N型半导体材料。虽然激光二极管具有额外的未掺杂（内在）镓砷化镓的附加有源层，但厚度仅为几纳米，夹在P和N层之间，有效地创建A.PIN二极管（P型内在-N型）。它在该层中产生激光。

激光二极管如何工作？

每个原子根据量子理论，只能在某个离散能级内能量。通常，原子处于最低能量状态或地面状态。当可以兴奋地施加到地面状态的原子的能量源以转到更高的水平。这个过程称为吸收。在持续时间非常短的持续时间后，原子返回到其初始状态，在该过程中发出光子，该过程称为自发发射。这两种过程，吸收和自发发射，在传统的光源中进行。

在仍然处于激励状态的情况下，通过精确地击中自发发射所需的能量的外部光子，外部光子由由激发原子的给出的单个来增加，而且，光子都从释放相同的激发状态在相同的阶段，这种过程称为刺激的发射，是激光动作的基础（如上图所示）。在该过程中，键是具有与要发射的光完全相同的波长的光子。

扩增和人口反转

当为受刺激的发射产生有利条件时，越来越多的原子被迫发射光子，从而引发链反应并释放巨大的能量。这导致快速构建发射一个特定波长（单色光）的能量，在特定的固定方向上间行进。该过程称为受刺激的发射的扩增。

给定时间的任何级别的原子数称为该级别的群体。通常，当材料在外部不兴奋时，较低水平或地位的群体大于上层的群体。当上层的人口超过较低水平的时候，这是正常占用的逆转时，该过程称为人口反转。这种情况对于激光动作至关重要。对于任何受刺激的排放。

上部能量水平或达到稳定状态应该具有长寿命，即，原子应在达到稳定状态下暂停的时间比在较低水平处。因此，对于激光动作，泵送机构（与外部源极令人兴奋）应该是这样的，即在较低水平中保持上部能级中的更高的原子原子。

上部能量水平或达到稳定状态应该具有长寿命，即，原子应在达到稳定状态下暂停的时间比在较低水平处。因此，对于激光动作，泵送机构（与外部源极令人兴奋）应该是这样的，即在较低水平中保持上部能级中的更高的原子原子。

控制激光二极管

激光二极管以更高的电流运行，通常大约大约10倍大于正常LED。下图比较了普通LED的光输出图和激光二极管的曲线图。在LED中，当二极管电流增加时，光输出稳定地增加。在激光二极管中，然而，在当前水平开始发生时，不会产生激光直到电流水平达到阈值水平。阈值电流通常超过80％的最大电流，在被销毁之前将通过设备通过！因此，必须仔细调节通过激光二极管的电流。

另一个问题是光子的发射非常依赖于温度，二极管已经被操作靠近其极限，因此变热，因此改变发射的光量（光子）和二极管电流。当激光二极管工作有效工作时，它正在灾难的边缘运行！如果电流降低并低于阈值电流，刺激的排放停止了;只有一个太多的电流，二极管被摧毁。

由于有源层填充有振荡的光子，所以来自二极管芯片的边缘的一些（通常约60％）的光在窄的平坦光束中逸出。如下图所示，一些残留的光也在相反边缘逸出并用于激活光电二极管，将光返回到电流转换为电流。该电流用作自动二极管驱动电路的反馈，以测量激光二极管中的活动，因此通过激光二极管控制电流，使得电流和光输出保持在恒定和安全水平。

激光二极管的应用

激光二极管模块是生命科学，工业或科学仪器等应用的理想选择。激光二极管模块可在各种波长，输出功率或梁形状中提供。

低功率激光器的应用越来越广泛，包括CD和DVD播放机、录音机、条形码阅读器、安全系统、光通信和手术器械

工业应用：雕刻，切割，划线，钻孔，焊接等
医疗应用删除不需要的组织，使用荧光，牙科药物诊断癌细胞。通常，使用激光器的结果优于使用手术刀的结果。

用于电信的激光二极管：在电信领域1.3μm和1.55μm频带激光二极管用作二氧化硅光纤激光器的主光源具有较少的磁带磁力损耗。具有不同频带的激光二极管用于泵送光学放大或用于短距离光学链路。

因此，这一切都是关于激光二极管结构及其用途。如果你有兴趣建立基于LED的项目在你自己的时候，你可以通过在下面的评论部分发布您的询问或创新思想来接近我们。这是一个问题，激光二极管的功能是什么？