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激光二极管概述

作者：阿罗整理来源：阿罗小屋发布日期：2009-11-4

　激光二极管的结构
　　激光二极管的结构图如图(a)所示。激光二极管的物理结构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体，其端面经过抛光后具有部分反射功能，因而形成一光谐振腔。在正向偏置的情况下，LED结发射出光来并与光谐振腔相互作用，从而进一步激励从结上发射出单波长的光，这种光的物理性质与材料有关。半导体激光二极管的工作原理，理论上与气体激光器相同。图(b)是激光二极管的代表符号。激光二极管在计算机上的光盘驱动器，激光打印机中的打印头等小功率光电设备中得到了广泛的应用。

　　

　　
激光二极管是一种近红外光激光管，波长在780nm左右，额定功率为3-5mW。为了能通过电路对激光二极管输出功率进行监控，在同一半导体芯片上同时还制作了一只光敏二极管。它的外形和内部结构如图1所示。它的管脚排列有三种类型，如图2所示。
　　目前小功率半导体激光二极管的工作电流均在100mA以内，使用时一定要控制流过激光二极管的电流不能太大。
　　另外激光是一种能量集中的光源，绝对禁止人仰用眼睛直视激光二极管发出的光轴，以免激光对眼睛造成伤害。
　　为了便于选用激光二极管，在表1中列出了一些可供CD机、LD机使用的激光二极管参数。

　　图1 激光二极管

　a)外形尺寸:b)内部封装
　　图2 激光二极管引脚排列的三种方法
　　

半导体激光二极管常用参数

（1）波长：即激光管工作波长，目前可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。

（2）阈值电流Ith：即激光管开始产生激光振荡的电流，对一般小功率激光管而言，其值约在数十毫安，具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。

（3）工作电流Iop：即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，此值对于设计调试激光驱动电路较重要。

（4）垂直发散角θ⊥：激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度，一般在15&#730;~40&#730;左右。

（5）水平发散角θ∥：激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度，一般在6&#730;~10&#730;左右。

（6）监控电流Im：即激光管在额定输出功率时，在PIN管上流过的电流。

表1 部分激光二极管参数表

　c-mount封装方式的635 nm, 655 nm, 808 nm, 980 nm的半导体激光二极管, 充份体现了激光二极管的高亮度和高功率特性. 这些二极管同时还具有小出光孔径, 小发散角的特点,使得它们能够广泛应用于工业各个领域.
635nm可见光激光二极管
特点: 高亮度; 高功率；长寿命；光谱线宽窄；高偏振度；应用:显示；医学；目标指示
参数指标

　　

型号	单位	DL-635-0.15	DL-635-0.3	DL-635-0.75
中心波长	nm	635±10	635±10	635±10
连续输出功率	W	0.15	0.30	0.75
发光区宽度	μm	100	100	150
光谱线宽(FWHM)	nm	≤2	≤2	≤2
斜率效率	W/A	≥1.0	≥1.0	≥1.0
偏振		TM	TM	TM
垂直发散角	deg	42	42	42
水平发散角	deg	10	10	10
波长温度系数	nm/℃	0.3	0.3	0.3
阈值电流	A	0.35	0.5	0.5
工作电流	A	0.6	0.8	1.5
工作电压	V	2.0	2.2	2.2
串联电阻	Ω	0.35	0.35	0.35
工作温度	℃	-20-30	-20-30	-20-30
储存温度	℃	-20-80	-20-80	-20-80

　 655nm可见光激光二极管 　

参数指标

型号	单位	DL-655-0.5	DL-655-1
中心波长	nm	655±10	655±10
连续输出功率	W	0.50	1
发光区宽度	μm	150	150
光谱线宽(FWHM)	nm	≤3	≤3
斜率效率	W/A	≥1.0	≥1.0
偏振		TE	TE
垂直发散角	deg	42	42
水平发散角	deg	10	10
波长温度系数	nm/℃	0.2	0.2
阈值电流	A	0.5	0.52
工作电流	A	0.9	1.3
工作电压	V	2.2	2.2
串联电阻	Ω	0.2	0.2
工作温度	℃	-20-30	-20-30
储存温度	℃	-20-80	-20-80

808nm近红外激光二极管
特点: 高可靠性; 高亮度; 光谱线宽窄; 高偏振度;
应用: 固体激光器泵浦源; 材料加工; 医疗; 光通信
　　

参数指标

型号	单位	DL-808-0.5	DL-808-1.5	DL-808-2.5	DL-808-5.0
中心波长	nm	808±10	808±3	808±3	808±3
连续输出功率	W	0.5	1.5	2.5	5.0
发光区宽度	μm	50	100	150	200
光谱线宽(FWHM)	nm	≤2.5	≤3	≤3	≤3
斜率效率	W/A	≥1.0	≥1.1	≥1.1	≥1.1
偏振		TE	TM	TM	TM
垂直发散角	deg	40	36	36	36
水平发散角	deg	10	10	10	10
波长温度系数	nm/℃	0.3	0.28	0.28	0.28
阈值电流	A	0.13	0.3	0.45	0.65
工作电流	A	0.6	1.3	2.5	5.0
工作电压	V	2.0	1.85	1.85	1.85
串联电阻	Ω	0.60	0.15	0.12	0.12
工作温度	℃	10～40	-20-30	-20-30	-20-30
储存温度	℃	-10～60	-20-80	-20-80	-20-80

980nm近红外激光二极管

参数指标

型号	单位	DL-980-1	DL-980-2
中心波长	nm	980±3	980±3
连续输出功率	W	1.0	2.0
发光区宽度	μm	50	100
光谱线宽(FWHM)	nm	≤4	≤4
斜率效率	W/A	≥0.9	≥0.9
偏振		TE	TE
垂直发散角	deg	38	38
水平发散角	deg	10	10
波长温度系数	nm/℃	0.3	0.3
阈值电流	A	0.15	0.25
工作电流	A	2.3	3.3
工作电压	V	1.6	1.6
串联电阻	Ω	0.07	0.07
工作温度	℃	-20-30	-20-30
储存温度	℃	-20-80	-20-80

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