ЛАЗЕРНЫЕ ДИОДЫ LD, SLED И DPSSL

     интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные


» ПОИСК СХЕМ


» РАДИОБЛОГИ
Миниатюрный транзисторный усилитель 100W RMS
Мощный самодельный радиовещательный передатчик 88-108 МГц
Электронные компоненты и детали, доставка по России в сентябре всего 99р.
Усилитель мощности на 5000 Вт с питанием от 220 В
Источник тока на ОУ и транзисторе
Миниатюрный щуп-вольтметр
Программатор ARM Cortex USB и Flash Magic
Светодиодный свет для растений

ЛАЗЕРНЫЕ ДИОДЫ LD, SLED И DPSSL


Основное различие между обычными светодиодами и лазерными диодами заключается в типе излучения фотонов: в светодиодах при соответствующей поляризации полупроводникового pn перехода происходит спонтанное излучение, а в лазерных диодах - вынужденное. Такое вынужденное излучение фотонов может происходить, когда в зоне проводимости полупроводника больше электронов, чем в валентной зоне, что называется инверсией заполнения. Тогда может произойти оптическое усиление пучка фотонов, генерируемых на стыке. Но изменение ширины полосы на противоположное невозможно в системе только с двумя уровнями энергии, соответствующими зоне проводимости и валентной зоне. На практике используются сложные полупроводниковые материалы с 3 или 4 уровнями.

Лазерные диоды LD

Природа испускаемого излучения зависит от того, как происходит генерация и испускание фотонов из pn-перехода. В случае светодиодов это некогерентное излучение, содержащее волны разной частоты и, следовательно, разного цвета. Лазерные диоды излучают когерентное и монохроматическое излучение, распространяющееся слегка расходящимися пучками, что влияет на возможности и области применения обоих типов диодов.

Что касается лазерных LED, они открывают возможности для производства синих диодов. Голубые лазерные диоды из нитрида галлия GaN могут излучать свет в диапазоне от ультрафиолета до голубого (370–500 нм), в зависимости от химического состава активного слоя в полупроводниковой структуре. Пороговые напряжения при которых возникает лазерный эффект, составляют от 3,8 до 5,5 В, а пороговая плотность тока находится в диапазоне 2–5 кА / см2.

Как и в случае с обычными светодиодами, белый свет в лазерных диодах (LD) чаще всего получается с использованием синего диода и люминофора. Но эти диоды предоставляют дополнительные возможности благодаря тому, что люминофор может быть установлен не только рядом с диодным кристаллом в том же корпусе, но и на некотором расстоянии от него (системы LARP - Laser Activated Remote Phosphors). 

Кроме того, люминофор можно наносить на подложку, которая пропускает или отражает луч. Используя эти возможности и соответствующие оптические системы для направления и фокусирования луча, можно получить множество цветовых и геометрических вариантов освещения.

Суперлюминесцентные диоды

В суперлюминесцентном диоде (SLD или SLED - суперлюминесцентный светодиод) для излучения света используется явление суперлюминесценции. Как и лазерный диод, он имеет относительно высокую мощность и яркость, и в то же время - как обычный светодиод - низкую когерентность излучаемого света. В диодной структуре, которая аналогична структуре используемой в диоде LED, для усиления светового луча делается оптическое волокно, но без отражающих зеркал. Примеры применений: оптическая когерентная томография, сканирующая интерферометрия, оптические датчики, волоконно-оптические гироскопы и волоконно-оптическая связь.

Лазерные диоды для накачки твердотельных лазеров DPSSL

Также стоит обратить внимание на использование лазерных диодов в устройствах для получения зеленого, желтого и синего лазерного излучения. Популярным продуктом в этой группе выступают индикаторы, устройства измерения и нивелирования расстояний, оптические прицелы, а также источники информации и предупреждающего света.

Кроме того, с их помощью выполняются прецизионные операции в промышленности, типа сверления и обрезки печатных и гибких печатных плат, обрезки резисторов и резки плат ITO, до операций, инспекций и графических работ, а также точной маркировки продуктов и их микрообработки, включая такие материалы, как стекло, кремний, керамика и металлы. Такие лазеры также можно использовать в медицинской и косметической хирургии.

В качестве исходного компонента устройств DPSSL используется полупроводниковый GaAlAs-лазерный диод мощностью несколько сотен мВт, излучающий инфракрасную волну с длиной 808 нм. Это излучение питает (накачивает) лазерный диод - лазер Nd: YAG, сформированный на основе кристалла иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами неодима (или на основе ортованадата иттрия, также легированного неодимом Nd: YVO4, что обеспечивает большее усиление и компактность конструкции). Этот лазер излучает в ближней инфракрасной области с длиной волны 1064 нм.

Следующим шагом будет удвоение частоты (выделение 2-й гармоники) излучаемой волны, уменьшив ее длину до 532 нм, что соответствует зеленому цвету. Это достигается за счет использования нелинейных свойств кристалла, известного под кратким названием KTP. Это титанилфосфат калия KO5PTi (или KTiOPO4). С использованием других материалов, таких как трибрат лития LBO или бетаборат бария BBO, также возможно утроить или даже учетверить частоту излучения. В случае необходимости в желтом свете желаемый эффект достигается путем управления длинами волн, излучаемых с использованием кристаллов из описываемых групп материалов. Но в устройствах DPSSL излучающих синий свет, есть и другие материалы, такие как соединения бария и бора.

Конечно использование двойного преобразования излучаемых длин волн снижает энергоэффективность, но положительным моментом будет возможность дешево получить сильные сфокусированные пучки излучения выбранных цветов. Особенно высокие уровни мощности (порядка кВт) могут быть достигнуты при импульсном режиме работы лазеров DPSSL.

Области применения LED и LD

Доминирующее положение в качестве источников света в системах освещения сейчас занимают светодиоды, которые уже заменили лампочки накаливания и люминесцентные источники, а также ртутные и натриевые лампы. Это связано с хорошими эксплуатационными характеристиками и высокой энергоэффективностью, обеспечивающей низкие эксплуатационные расходы и значительную экономию энергии. Но лазерные диоды имеют своё преимущество в ряде устройств. Это относится не к относительно простым и массивным осветительным установкам, а скорее к устройствам и системам с особыми требованиями. Такие требования могут быть эффективно выполнены с использованием когерентных световых пучков, особенно большой мощности.

  • Основные области применения светодиодов: освещение жилых, офисных, торговых и производственных помещений, освещение открытых пространств и инфраструктуры, таких как улицы, тротуары, площади, мосты, стадионы, туннели, автостоянки, здания, элементы индикации в сигнальных и информационных системах, оборудование и освещение для авто.
  • Лазерные диоды также используются в различных устройствах и системах, например, в проекторах, отображающих надписи на козырьках и линзах очков, освещении открытых пространств, освещении сцен и автомобильных фарах. В последнем случае при меньшей выходной мощности, чем у светодиодов, дальность света почти вдвое больше (до 500 м).

Питание и управление LED

Светодиоды питаются постоянным напряжением. Номинальное прямое напряжение диодов составляет порядка нескольких вольт, а прямые токи обычно находятся в диапазоне от нескольких мА до ампер. Разработанные схемы источников питания, которые на самом деле являются токовыми драйверами, обеспечивают стабильное управление и хорошее качество освещения, а также оптимальные условия работы светодиодов с минимальными потерями тепла. Регулируя значение тока, относительно легко изменить яркость освещения и, таким образом, выполнить функцию диммера.

   Форум по LED




   Форум по обсуждению материала ЛАЗЕРНЫЕ ДИОДЫ LD, SLED И DPSSL


UART ПРОТОКОЛ: ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Коммуникационный протокол UART - что это и как он работает, подробное описание интерфейса и распиновка разъёмов.


СХЕМА ПРЕДУСИЛИТЕЛЯ С ТЕМБРОБЛОКОМ

Самодельный активный предварительный усилитель с НЧ-ВЧ регулировками на ОУ TL072, для УМЗЧ.


КОНТРОЛЛЕР ПОДЪЕМНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТА

Как управлять подъемным электромагнитом - теория и практика создания схемы подходящего контроллера для этих целей.



Радиосхемы » Светодиоды



» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ


© 2010-2021 "Радиосхемы". Все права защищены  Почта  PDA   Группа вконтакте   Канал ютуб   Группа в фэйсбук