Applications de la diode laser

Caractéristiques tension-courant

Les diodes laser 10000mw pas cher ont des caractéristiques tension-courant, comme les autres diodes. Un courant importantes ne ci-dessus pour certaine tension critique, qui dépend du système de matériau utilisé. (La tension critique est à peu près proportionnelle à l'énergie de bande interdite du matériau et dépend également quelque peu de la température de l'appareil). Au-dessus de la tension critique, le courant augmente rapidement avec l'augmentation de la tension.

A diodes laser est normalement pas gérées par l'application d'une tension fixe, parce que le courant circulant pourrait alors dépendre très sensible à cette tension, et pourraient également être sensiblement affectés par la température de l'appareil. Il pourrait même être un effet d'emballement catastrophique: un courant élevé pourrait conduire à une élévation de température forte, ce qui pourrait augmenter le courant, enfin détruire la diode. Par conséquent, dans la pratique, on utilise habituellement un pilote de diode laser qui stabilise un certain courant; cela signifie qu'il ajuste automatiquement la tension de telle sorte que le courant désiré est obtenu. En variante, on utilise un mode de puissance constante, où le courant d'entraînement est automatiquement ajustée pour atteindre la puissance de sortie désirée.

A noter que le courant plutôt que de la tension détermine la vitesse avec laquelle des porteurs sont injectés dans la diode pointeur laser 1000mw pas cher. Par conséquent, il existe une forte relation entre le courant et la puissance optique émise. Il n'y a essentiellement aucune puissance de sortie inférieure à un certain courant de seuil et au-dessus du seuil laser la puissance de sortie augmente à peu près proportionnellement au moins le courant de seuil.

Efficacité de conversion de puissance

Les lasers à diode peuvent atteindre des rendements électriques à haute optique - typiquement de l'ordre de 50%, parfois même au-dessus de 60%. (Il existe des programmes de développement sur le moyen de pousser l'efficacité de haute puissance des diodes laser au-dessus de 70%). Le rendement est généralement limitée par des facteurs tels que la résistance électrique, une fuite de porteuse, la diffusion, l'absorption (en particulier dans les régions dopées) et spontanée émission. En particulier des rendements élevés sont obtenus avec des diodes laser émettant par exemple environ 940-980 nm (tel qu'il est utilisé par exemple pour des dispositifs de pompage de fibres à haute puissance ytterbium), tandis que les diodes 808 nm sont un peu moins efficaces.

La plus grande efficacité de conversion de puissance est généralement réalisée non pas pour la puissance de sortie la plus élevée, mais pour une puissance de sortie quelque peu réduite, puisque la tension requise est alors plus faible.

Qualité Beam et faisceau Shaping

Certains LDs de faible puissance peuvent émettre des faisceaux avec une qualité relativement élevée du faisceau (même si la divergence de faisceau élevé nécessite un certain soin de conserver que pendant collimation). La plupart des TA plus grande puissance, cependant, présentent une qualité relativement médiocre du faisceau, combiné à d'autres propriétés non-favorables, comme une grande divergence de faisceau, forte asymétrie du rayon du faisceau et de la qualité du faisceau entre deux directions perpendiculaires, et l'astigmatisme. Il est pas toujours trivial de trouver la meilleure conception pour l'optique de mise en forme de faisceau, étant compact, facile à fabriquer et à aligner, en préservant la qualité du faisceau et en évitant les franges d'interférence, en supprimant l'astigmatisme, ayant de faibles pertes, etc. pièces typiques de telle diode de mise en forme du faisceau laser optiques sont collimation lentilles (sphériques ou cylindriques), des ouvertures et des prismes anamorphiques.

Poutre Combinant

Que la lumière émise par une diode laser est polarisé linéairement, il est possible de combiner les sorties des deux diodes avec un diviseur de faisceau de polarisation, de telle sorte qu'un faisceau non polarisé avec deux fois la puissance d'une diode unique, mais la même qualité de faisceau peut être obtenu ( multiplexage de polarisation). Alternativement, il est possible de combiner les faisceaux de LD légèrement différentes longueurs d'onde en utilisant des miroirs dichroïques (→ faisceau combinaison spectrale). Des approches plus systématiques de combinaison de faisceaux permettent la combinaison d'un plus grand nombre d'émetteurs avec une bonne qualité de faisceau de sortie.

Génération d'impulsions

Bien que le mode le plus courant de fonctionnement de LD est un fonctionnement continu d'onde, de nombreux LD peuvent également générer des impulsions optiques. Dans la plupart des cas, le principe de génération d'impulsion est de commutation de gain, à savoir moduler le gain optique par commutation du courant de la pompe. Les petites diodes peuvent également être verrouillé en mode de picoseconde de production ou même des impulsions femtosecondes. diodes laser mode verrouillage peuvent être des dispositifs à cavité externe ou monolithique, dans ces derniers cas, contenant souvent des sections exploitées avec un courant différent.

Propriétés de bruit

Différents types de diodes sont très différentes propriétés de bruit. Le bruit d'intensité est généralement proche de quantum limité seulement bien au-dessus de la fréquence d'oscillation de relaxation, qui est très élevé (souvent plusieurs gigahertz). Cependant, certains LD faible puissance fonctionnant à des températures cryogéniques ont été démontrées pour présenter même significative compression d'amplitude, à savoir, l'intensité du bruit bien au-dessous de la limite de bruit de grenaille. Dans tous les lasers à semi-conducteurs, le bruit d'intensité est généralement couplé au bruit de phase, ce qui rend ces propriétés de bruit fortement corrélés.

Comme mentionné plus haut, les valeurs de largeur de raie sont très différentes. Multimode LDs présentent beaucoup de bruit en excès associé avec du houblon de mode. Le bruit dans les différents modes peut être fortement anti-corrélés, de sorte que le bruit d'intensité en mode unique peut être beaucoup plus forte que le bruit de la puissance combinée. Ceci a pour conséquence importante que le bruit d'intensité peut être augmentée lorsque le faisceau, par exemple d'une barre de diode est tronquée à une ouverture ou à spectre filtré.

Le pilote de diode peut également contribuer beaucoup au bruit de laser, car les fluctuations de courant, même très rapides peuvent être transformées en intensité et en phase des fluctuations de la lumière générée.

Durée de vie de l'appareil

Lorsqu'il est utilisé dans des conditions appropriées, des lasers à diode peut être très fiable pendant la durée de vie de dizaines de milliers d'heures. Cependant, la durée de vie beaucoup plus courtes peuvent résulter d'un certain nombre de facteurs, tels que le fonctionnement à des températures trop élevées (par exemple causées par un refroidissement insuffisant) et des pointes de courant ou de tension, par exemple contre les décharges électrostatiques ou les pilotes de laser mal conçues.

Il existe différents modes de défaillance, y compris des dommages catastrophiques optique (COD) (avec la destruction de l'appareil complet en quelques millisecondes ou moins) et de la dégradation constante. En dehors des conditions de fonctionnement, les différents facteurs de conception influencent fortement la durée de vie. Par exemple, des dessins avec des régions actives exempts d'aluminium ont été trouvés pour avoir la fiabilité et la durée de vie supérieure, et certains revêtements (ou seulement des couches de semi-conducteurs supplémentaires) sur la surface optique peut également être très utile. Les détails de certains modèles de diodes avancées ont pas été divulgués par les fabricants afin de maintenir un avantage concurrentiel.

Afin d'améliorer la durée de vie de l'appareil, LD sont souvent exploités aux niveaux actuels réduits (et pouvoirs ainsi sortie). réductions de puissance modérées peuvent en même temps augmenter l'efficacité mur-prise en raison de la tension de jonction inférieure, tandis que des réductions plus fortes réduisent l'efficacité.

Applications

Les diodes laser vert gants dj sont utilisées dans un très large éventail d'applications. La liste suivante donne quelques exemples importants:

• Faible puissance monomode LD avec une haute qualité de faisceau sont utilisés pour l'enregistrement des données et la lecture sur CD-ROM, des DVD, des disques Blu-ray, et les supports de stockage de données holographiques. Ces lasers peuvent fonctionner dans différents domaines spectraux de l'infrarouge dans la région bleu et violet, avec les longueurs d'onde plus courtes permettant des densités d'enregistrement.
• LD monomodes sont largement utilisés dans les communications à fibres optiques, en particulier dans les émetteurs de données. Dans certains cas, la modulation des données se fait directement par l'intermédiaire du courant de commande.
• LD monomodes sont également appliquées en spectroscopie avec des appareils de mesure de faible puissance très compactes.
• Les petites diodes laser rouges ( lasers rouges) sont utilisés comme pointeurs laser.
• Les mesures de distance sont souvent faites avec de faible puissance modulés diodes lasers. Lasers similaires sont utilisés dans les imprimantes laser, scanners et lecteurs de codes à barres.
• Diodes laser Broad zone , barres de diodes et des piles de diodes sont souvent utilisés pour la diode de pompage de lasers à semi-conducteurs . Fibrées larges LDS région servent également de sources de pompe amplificateurs à fibre .
• Certains types de chirurgie (traitement par exemple des prostates élargies) et les thérapies dermatologiques peuvent être faites avec un rayonnement à partir de barres de diodes.
• Haute puissance à diode empilements sont directement utilisés dans le traitement des matériaux dans le cas où une haute qualité de faisceau ne soit pas nécessaire, par exemple, le durcissement de surface, le soudage et le brasage. Comparé à d'autres lasers de forte puissance, ils sont plus simples et une bien meilleure efficacité cheville.

En termes de volumes de ventes, les applications de stockage et de télécommunications de données optiques sont très dominant. La troisième application la plus importante, qui est de pompage de lasers à semi-conducteurs, a déjà des volumes de vente qui sont presque un ordre de grandeur plus faible que les secteurs mentionnés précédemment.

Faible puissance des diodes laser génèrent le plus grand chiffre d'affaires de tous les types de laser - principalement en raison de demandes de communications et de stockage de données. Haute puissance diodes laser ont des chiffres et des volumes de ventes beaucoup plus faibles, et sont principalement utilisés pour les écrans (à croissance rapide), les applications médicales et militaires. L'utilisation directe de haute puissance diodes laser pour le matériel de traitement de son petit volume jusqu'à présent, mais présente une croissance rapide.

Dispositifs connexes

LD sont souvent utilisés sous la forme de modules à diodes pointeur laser led, contenant une variété de composants supplémentaires par exemple pour la mise en forme du faisceau et le refroidissement et la protection de la LD, et la conversion de longueur d'onde.

Un amplificateur optique à semiconducteur (SOA) a une configuration qui est similaire à une DL, mais les réflexions d'extrémité sont supprimées. Sans un signal d'entrée, un tel dispositif peut agir comme une diode superluminescente (SLD), à générer une lumière par émission spontanée amplifiée. Le spectre optique est alors lisse et normalement beaucoup plus large.

Les diodes électroluminescentes (DEL) utilisent le même mécanisme de génération de photons comme lds, mais ils ne sont généralement pas présentent une amplification optique significative (gain laser). Les soi-disant LED résonnant cavité font exploiter un certain degré d'émission stimulée, et sont en ce sens intermédiaire entre LEDs ordinaires et SLD.

https://jackxun.blog.pl/2016/09/07/laser-pointeur/

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