Perbezaan Antara Diod Pemancar Cahaya Dan Diod Laser

Dalam teknologi moden, diod pemancar cahaya (LED) danDiod Laser (LDs)ialah dua teknologi sumber cahaya biasa. Walaupun ia adalah serupa dalam beberapa aspek, ia mempunyai perbezaan yang ketara dari segi prinsip kerja, aplikasi dan prestasi.

Perbezaan dalam prinsip pelepasan cahaya: LED menggunakan penggabungan semula pelepasan spontan pembawa yang disuntik ke kawasan aktif untuk memancarkan cahaya, manakala LD menggunakan penggabungan semula pelepasan yang dirangsang untuk memancarkan cahaya. Arah dan fasa foton yang dipancarkan oleh diod pemancar cahaya adalah rawak, manakala foton yang dipancarkan oleh diod laser berada dalam arah dan fasa yang sama.

LED ialah singkatan kepada Light Emitting Diod. Ia dilihat secara meluas dalam kehidupan seharian, seperti lampu penunjuk perkakas rumah, lampu anti-kabus belakang kereta, dll. Ciri LED yang paling ketara ialah hayat perkhidmatannya yang panjang dan kecekapan penukaran fotoelektrik yang tinggi. Pada asasnya, dalam persimpangan PN beberapa bahan semikonduktor, apabila pembawa minoriti yang disuntik bergabung semula dengan pembawa majoriti, tenaga yang berlebihan akan dibebaskan dalam bentuk cahaya, dengan itu secara langsung menukar tenaga elektrik kepada tenaga cahaya. Apabila voltan terbalik digunakan pada persimpangan PN, adalah sukar bagi pembawa minoriti untuk disuntik, jadi ia tidak mengeluarkan cahaya. Jenis diod yang dibuat menggunakan prinsip suntikan electroluminescence dipanggil diod pemancar cahaya, biasanya dikenali sebagai LED.

LD ialah singkatan bahasa Inggeris bagi diod laser. Struktur fizikal diod laser adalah untuk meletakkan lapisan semikonduktor fotoaktif di antara persimpangan diod pemancar cahaya. Permukaan hujungnya sebahagiannya mencerminkan selepas digilap, sekali gus membentuk rongga resonan optik. Dalam kes pincang ke hadapan, persimpangan LED memancarkan cahaya dan berinteraksi dengan rongga resonan optik, seterusnya merangsang pancaran satu panjang gelombang cahaya dari persimpangan. Sifat fizikal cahaya ini bergantung kepada bahan. Prinsip kerja diod laser semikonduktor secara teorinya sama dengan laser gas. Diod laser digunakan secara meluas dalam peranti optoelektronik berkuasa rendah seperti pemacu CD dalam komputer dan kepala cetak dalam pencetak laser.

Penerangan ringkas tentang perbezaan dalam prinsip, seni bina dan prestasi antara kedua-duanya.
(1) Perbezaan dalam prinsip kerja: LED menggunakan penggabungan semula pelepasan spontan pembawa yang disuntik ke kawasan aktif untuk memancarkan cahaya, manakala LD menggunakan penggabungan semula pelepasan yang dirangsang untuk memancarkan cahaya.
(2) Perbezaan dalam seni bina: LD mempunyai rongga resonan optik, yang membolehkan foton yang dihasilkan berayun dan menguatkan dalam rongga, manakala LED tidak mempunyai rongga resonan.
(3) Perbezaan dalam prestasi: LED tidak mempunyai ciri nilai kritikal, dan ketumpatan spektrumnya adalah beberapa urutan magnitud lebih tinggi daripada LD. Kuasa keluaran cahaya LED adalah kecil dan sudut perbezaan adalah besar.

Prinsip Kerja:
Diod pemancar cahaya ialah peranti semikonduktor yang menjana cahaya dengan menyuntik elektron dan lubang. Apabila elektron dan lubang bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton, menghasilkan cahaya yang boleh dilihat atau panjang gelombang cahaya yang lain. Sebaliknya, diod laser ialah sejenis diod pemancar cahaya khas yang menghasilkan cahaya melalui pancaran sinaran yang dirangsang. Dalam diod laser, apabila elektron beralih dari tahap tenaga tinggi ke tahap tenaga rendah, mereka melepaskan foton yang sepadan dengan frekuensi tertentu, dengan itu mencapai penguatan cahaya yang koheren.
Ciri-ciri rasuk:
Rasuk cahaya yang dihasilkan oleh diod pemancar cahaya biasanya tidak koheren, iaitu fasa dan frekuensi gelombang cahaya tidak mempunyai hubungan tetap. Ini menjadikan pancaran cahaya diod pemancar cahaya tersebar secara meluas dan tidak boleh difokuskan secara tinggi. Sebaliknya, rasuk yang dihasilkan oleh diod laser adalah koheren, bermakna fasa dan kekerapan gelombang cahaya mempunyai hubungan tetap. Ini membolehkan pancaran diod laser menjadi sangat fokus, membolehkan aplikasi yang lebih tepat.
Ciri-ciri spektrum:
Spektrum yang dihasilkan oleh diod pemancar cahaya umumnya luas, mengandungi pelbagai panjang gelombang cahaya. Ini menjadikan diod pemancar cahaya digunakan secara meluas dalam bidang pencahayaan, paparan dan lampu latar. Sebaliknya, diod laser menghasilkan spektrum sempit yang mengandungi hanya panjang gelombang cahaya tertentu. Ini menjadikan diod laser mempunyai nilai aplikasi yang lebih tinggi dalam bidang seperti komunikasi, pengukuran dan rawatan perubatan.
Kecekapan dan Kuasa:
Diod pemancar cahaya umumnya kurang cekap kerana sebahagian daripada tenaga hilang sebagai haba. Di samping itu, kuasa diod pemancar cahaya biasanya kecil, mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi berkuasa tinggi. Sebaliknya, diod laser lebih cekap kerana gelombang cahaya yang dihasilkannya boleh difokuskan dengan sangat tinggi, dengan itu mengurangkan kehilangan tenaga. Di samping itu, diod laser boleh menjadi lebih besar dalam kuasa, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa tinggi.
Kawasan Permohonan:
Diod pemancar cahaya digunakan secara meluas dalam pencahayaan, paparan, lampu latar, penghantaran isyarat dan bidang lain. Oleh kerana kosnya yang lebih rendah dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi, bahagian pasaran diod pemancar cahaya dalam bidang ini semakin meningkat secara beransur-ansur. Sebaliknya, diod laser digunakan terutamanya dalam komunikasi, pengukuran, perubatan, pembuatan dan bidang lain. Disebabkan kuasa tinggi, fokus tinggi dan ciri-ciri keselarasan tinggi, diod laser mempunyai kelebihan unik dalam aplikasi dalam bidang ini.

Parameter biasa diod laser
(1) Panjang gelombang: iaitu, panjang gelombang kerja tiub laser. Pada masa ini, panjang gelombang tiub laser yang boleh digunakan sebagai suis fotoelektrik termasuk 635nm, 650nm, 670nm, 690nm, 780nm, 810nm, 860nm, 980nm, dsb.
(2) Arus ambang Ith: iaitu, arus di mana tiub laser mula menjana ayunan laser. Untuk tiub laser berkuasa rendah am, nilainya adalah kira-kira berpuluh-puluh miliampere. Arus ambang tiub laser dengan struktur telaga kuantum berbilang tegang boleh serendah 10mA. yang berikut.
(3) Iop semasa operasi: Iaitu, arus pemacu apabila tiub laser mencapai kuasa keluaran undian. Nilai ini penting untuk mereka bentuk dan menyahpepijat litar pemanduan laser.
(4) Sudut pencapahan menegak θ⊥: Sudut di mana jalur bercahaya diod laser dibuka dalam arah yang berserenjang dengan persimpangan PN, secara amnya sekitar 15˚~40˚.
(5) Sudut pencapahan mendatar θ∥: Sudut di mana jalur pemancar cahaya diod laser dibuka dalam arah selari dengan persimpangan PN, secara amnya sekitar 6˚~10˚.
(6) Memantau arus Im: iaitu, arus yang mengalir melalui tiub PIN apabila tiub laser berada pada kuasa keluaran terkadar.

Pemeriksaan Diod Laser
(1) Kaedah pengukuran rintangan: Keluarkan diod laser dan ukur nilai rintangan hadapan dan belakangnya dengan multimeter dalam julat R×1k atau R×10k. Biasanya, nilai rintangan hadapan adalah antara 20 dan 40kΩ, dan nilai rintangan terbalik ialah ∞ (infiniti). Jika nilai rintangan hadapan yang diukur melebihi 50kΩ, ini bermakna prestasi diod laser telah menurun. Jika nilai rintangan hadapan yang diukur adalah lebih besar daripada 90kΩ, ini bermakna diod telah berumur dengan serius dan tidak boleh digunakan lagi.
(2) Kaedah pengukuran semasa: Gunakan multimeter untuk mengukur penurunan voltan merentasi perintang beban dalam litar pemacu diod laser, dan kemudian anggaran nilai semasa yang mengalir melalui tiub mengikut undang-undang Ohm. Apabila arus melebihi 100mA, jika potensiometer kuasa laser dilaraskan (lihat Rajah 5), dan tiada perubahan yang jelas dalam arus, boleh dinilai bahawa diod laser mengalami penuaan yang serius. Sekiranya arus meningkat dengan mendadak dan tidak terkawal, ini bermakna rongga resonan optik diod laser rosak.

Terdapat perbezaan yang ketara antara diod pemancar cahaya dan diod laser dari segi prinsip kerja, ciri pancaran, ciri spektrum, kecekapan dan kuasa, dan medan aplikasi. Diod pemancar cahaya sesuai untuk aplikasi dengan sumber cahaya berkuasa rendah, tidak koheren, seperti pencahayaan dan paparan, manakala diod laser sesuai untuk aplikasi dengan sumber cahaya berkuasa tinggi, fokus tinggi dan sangat koheren, seperti komunikasi dan perubatan. Memahami perbezaan ini membantu kami memilih dan menggunakan kedua-dua teknologi sumber cahaya ini dengan lebih baik untuk memenuhi keperluan bidang yang berbeza.

Maklumat perhubungan:

Jika anda mempunyai sebarang idea, sila berbincang dengan kami. Tidak kira di mana pelanggan kami berada dan apa keperluan kami, kami akan mengikut matlamat kami untuk menyediakan pelanggan kami kualiti tinggi, harga rendah dan perkhidmatan terbaik.