Forskjellen mellom lysdioder og laserdioder

I moderne teknologi er lysemitterende dioder (LED) ogLaserdioder (LDer)er to vanlige lyskildeteknologier. Selv om de er like i noen aspekter, har de betydelige forskjeller når det gjelder arbeidsprinsipp, anvendelse og ytelse.

Forskjellen i prinsippet for lysutslipp: LED bruker spontan emisjonsrekombinasjon av bærere injisert i det aktive området for å avgi lys, mens LD bruker stimulert emisjonsrekombinasjon for å sende ut lys. Retningen og fasen til fotonene som sendes ut av lysdioden er tilfeldige, mens fotonene som sendes ut av laserdioden er i samme retning og fase.

LED er forkortelsen for Light Emitting Diode. Det er mye sett i dagliglivet, for eksempel indikatorlys på husholdningsapparater, bakre anti-tåkelys på biler, etc. De mest bemerkelsesverdige egenskapene til LED er deres lange levetid og høye fotoelektriske konverteringseffektivitet. I utgangspunktet, i PN-krysset til noen halvledermaterialer, når de injiserte minoritetsbærerne rekombinerer med majoritetsbærerne, vil overflødig energi frigjøres i form av lys, og dermed direkte konvertere elektrisk energi til lysenergi. Når en omvendt spenning påføres PN-krysset, er det vanskelig for minoritetsbærere å bli injisert, så det avgir ikke lys. Denne typen diode laget ved hjelp av prinsippet om injeksjonselektroluminescens kalles en lysemitterende diode, ofte kjent som LED.

LD er den engelske forkortelsen for laserdiode. Den fysiske strukturen til laserdioden er å plassere et lag med fotoaktiv halvleder mellom kryssene til lysdioden. Endeoverflaten er delvis reflekterende etter å ha blitt polert, og danner dermed et optisk resonanshulrom. I tilfelle av forspenning, sender LED-krysset ut lys og samhandler med det optiske resonanshulrommet, og stimulerer derved ytterligere emisjonen av en enkelt bølgelengde av lys fra krysset. De fysiske egenskapene til dette lyset er materialavhengige. Arbeidsprinsippet for halvlederlaserdioder er teoretisk det samme som for gasslasere. Laserdioder er mye brukt i optoelektroniske enheter med lav effekt som CD-stasjoner i datamaskiner og skrivehoder i laserskrivere.

En kort beskrivelse av forskjellene i prinsipper, arkitektur og ytelse mellom de to.
(1) Forskjell i arbeidsprinsipp: LED bruker spontan emisjonsrekombinasjon av bærere injisert i det aktive området for å avgi lys, mens LD bruker stimulert emisjonsrekombinasjon for å avgi lys.
(2) Forskjell i arkitektur: LD har et optisk resonanshulrom, som lar de genererte fotonene oscillere og forsterke i hulrommet, mens LED ikke har resonanshulrom.
(3) Forskjell i ytelse: LED har ikke kritiske verdiegenskaper, og dens spektrale tetthet er flere størrelsesordener høyere enn for LD. Lyseffekten til LED er liten og divergensvinkelen er stor.

Arbeidsprinsipp:
En lysemitterende diode er en halvlederenhet som genererer lys ved å injisere elektroner og hull. Når elektroner og hull rekombineres, frigjøres energi i form av fotoner, som produserer synlig lys eller andre bølgelengder av lys. Derimot er en laserdiode en spesiell type lysemitterende diode som produserer lys gjennom stimulert emisjon av stråling. I en laserdiode, når elektroner går fra et høyt energinivå til et lavt energinivå, frigjør de fotoner som tilsvarer en spesifikk frekvens, og oppnår derved koherent forsterkning av lys.
Stråleegenskaper:
Lysstrålene som genereres av lysemitterende dioder er vanligvis usammenhengende, det vil si at fasen og frekvensen til lysbølgene ikke har noe fast forhold. Dette gjør at lysstrålen til den lysemitterende dioden spres vidt og ikke kan fokuseres høyt. Derimot er strålene som produseres av laserdioder koherente, noe som betyr at fasen og frekvensen til lysbølgene har et fast forhold. Dette gjør at laserdiodens stråle er svært fokusert, noe som muliggjør mer presise applikasjoner.
Spektralegenskaper:
Spekteret som produseres av lysemitterende dioder er generelt bredt, og inneholder en rekke forskjellige bølgelengder av lys. Dette gjør lysemitterende dioder mye brukt i belysnings-, display- og bakgrunnsbelysningsfelt. Derimot produserer laserdioder et smalt spektrum som bare inneholder spesifikke bølgelengder av lys. Dette gjør at laserdioder har høyere bruksverdi innen områder som kommunikasjon, måling og medisinsk behandling.
Effektivitet og kraft:
Lysemitterende dioder er generelt mindre effektive fordi noe av energien går tapt som varme. I tillegg er kraften til lysdioder vanligvis liten, noe som begrenser deres bruk i høyeffektapplikasjoner. Derimot er laserdioder mer effektive fordi lysbølgene de produserer kan være sterkt fokusert, og dermed redusere energitapet. I tillegg kan laserdioder være større i kraft, noe som gjør dem egnet for bruk med høy effekt.
Bruksområder:
Lysemitterende dioder er mye brukt i belysning, display, bakgrunnsbelysning, signaloverføring og andre felt. På grunn av lavere kostnader og høyere pålitelighet øker markedsandelen for lysdioder i disse feltene gradvis. Derimot brukes laserdioder hovedsakelig innen kommunikasjon, måling, medisinsk, produksjon og andre felt. På grunn av deres høye effekt, høye fokus og høye koherensegenskaper, har laserdioder unike fordeler i applikasjoner innen disse feltene.

Vanlige parametere for laserdioder
(1) Bølgelengde: det vil si arbeidsbølgelengden til laserrøret. For øyeblikket inkluderer bølgelengdene til laserrør som kan brukes som fotoelektriske brytere 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm, etc.
(2) Terskelstrøm Ith: det vil si strømmen som laserrøret begynner å generere laseroscillasjon ved. For generelle laserrør med lav effekt er verdien omtrent titalls milliampere. Terskelstrømmen til laserrør med en anstrengt multippel kvantebrønnstruktur kan være så lav som 10mA. følgende.
(3) Driftsstrøm Iop: Det vil si drivstrømmen når laserrøret når den nominelle utgangseffekten. Denne verdien er viktig for å designe og feilsøke laserdrivkretsen.
(4) Vertikal divergensvinkel θ⊥: Vinkelen som den lysende stripen til laserdioden åpner i retningen vinkelrett på PN-krysset, vanligvis rundt 15˚~40˚.
(5) Horisontal divergensvinkel θ∥: Vinkelen der det lysemitterende båndet til laserdioden åpner i retningen parallelt med PN-krysset, vanligvis rundt 6˚~10˚.
(6) Overvåkingsstrøm Im: det vil si strømmen som flyter gjennom PIN-røret når laserrøret har nominell utgangseffekt.

Inspeksjon av laserdiode
(1) Målemetode for motstand: Fjern laserdioden og mål motstandsverdiene forover og bakover med et multimeter i området R×1k eller R×10k. Normalt er den fremre motstandsverdien mellom 20 og 40kΩ, og den reverserte motstandsverdien er ∞ (uendelig). Hvis den målte motstandsverdien forover overstiger 50kΩ, betyr det at ytelsen til laserdioden har gått ned. Hvis den målte forovermotstandsverdien er større enn 90kΩ, betyr det at dioden har blitt alvorlig eldet og ikke lenger kan brukes.
(2) Strømmålingsmetode: Bruk et multimeter til å måle spenningsfallet over belastningsmotstanden i laserdiodedrivkretsen, og estimer deretter strømverdien som strømmer gjennom røret i henhold til Ohms lov. Når strømmen overstiger 100mA, hvis lasereffektpotensiometeret er justert (se figur 5), og det ikke er noen åpenbar endring i strømmen, kan det bedømmes at laserdioden eldes alvorlig. Hvis strømmen øker kraftig og kommer ut av kontroll, betyr det at laserdiodens optiske resonanshulrom er skadet.

Det er betydelige forskjeller mellom lysemitterende dioder og laserdioder når det gjelder arbeidsprinsipper, strålekarakteristikk, spektralegenskaper, effektivitet og kraft, og bruksområder. Lysemitterende dioder er egnet for applikasjoner med laveffekt, usammenhengende lyskilder, for eksempel belysning og skjermer, mens laserdioder er egnet for applikasjoner med høyeffekts, sterkt fokuserte og svært koherente lyskilder, som kommunikasjon og medisinsk. Å forstå disse forskjellene hjelper oss å velge og bruke disse to lyskildeteknologiene bedre for å møte behovene til forskjellige felt.

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, snakk gjerne med oss. Uansett hvor kundene våre er og hvilke krav vi har, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.