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激光二极管的工作原理解析

2021年02月13日 17:22 电巢 作者:电巢 用户评论(0

二极管是一个两端元件,允许电流沿一个方向流动。二级管内的两个区域均由半导体材料制成,再分别添加了不同的材料,导致P型区域带正电,N型区域带负电,两个区域之间被称为耗尽区。当给二极管通电时,两个区域的带电材料都会发生反应,反向偏置时,每个区域的电荷被吸引,使得耗尽区扩大,防止电流流过;正向偏置时,电流流过二极管,二级管内的带电粒子被相反一端吸引,最终收缩并关闭耗尽区,使得电流流过。

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激光二极管是一种特殊的二极管,它在P型和N型区域之间有一个固定层。

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PN二极管由单个半导体元素制成,例如硅和锗,当PN二极管内的带电粒子重新组合时,不可见声子被释放。

PIN二极管由砷化镓、磷化铟、锑化镓或氮化镓等复合半导体材料制成,半导体的晶体结构使其具有导电性。PIN二极管中的化合物半导体材料具有一种结构,当带正负电荷的粒子重新组合时,这种结构会产生自发产生辐射。这些发射在固有区域内形成光子,在pin二极管内被视为可见光。

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PIN二极管结区表面抛光成镜面,这导致光子来回反弹数百次,放大后的光束准直,最终形成平行于交叉点的光束,从而聚焦光束,通常在激光二极管上加一个透镜,透镜使得光束形成各种形状。

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二极管形成的光束形状丰富:

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光以波的形式传播,其波长从一个峰值到下一个峰值,每种颜色的光都有不同的波长,红光具有更长的波长,蓝光和紫光波长较短,在激光照射下,这些波一起传播,它们的波峰排列整齐或相位一致,这就是激光束很窄很明亮、并且可以聚焦到一个小点的原因。

激光二极管应用广泛,常常用于会议或者课堂上的激光笔,宠物玩具,激光打印机中的蓝光光盘条码扫描器,视频游戏控制器和灯光秀等等。
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( 发表人:陈翠 )

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