อะไรทำให้ LED เป็นเลเซอร์ไดโอด

20

แบบสำรวจระดับสูงของคำถามนี้ใช้ได้:

หลังจากอ่านhttps://en.wikipedia.org/wiki/Laser_diodeฉันยังคงไม่สามารถบอกได้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เปิดใช้งานไดโอดเพื่อ lase นั้นแตกต่างจากที่เปิดใช้งานเพื่อเปล่งแสงหรือไม่ ดังนั้นโดยทั่วไปเป็นเลเซอร์ไดโอดไฟ LED บวกเรียงลำดับของการสะท้อนแสงหรือโพรงบางอย่าง?

หรือมีเลเซอร์ไดโอดตัวเองแตกต่างทางอิเล็กทรอนิกส์จากไฟ LED ที่ไม่ใช่เลเซอร์ซึ่งหมายความว่าพวกเขาดูเหมือน LED และโครงสร้างทางกายภาพพิเศษบางอย่างเพื่อให้พวกเขาทำหน้าที่เป็นเลเซอร์ได้หรือไม่

led components laser-diode

— feetwet
แหล่งที่มา

คุณรู้หรือไม่ว่าอะไรทำให้เกิดแสงเลเซอร์?

— ยูจีน Sh.

ลองคิดดู ไฟ LED ให้สีที่บริสุทธิ์เกือบหมดแล้ว LED 'เลเซอร์' จะให้แสงสีที่บริสุทธิ์เป็นพิเศษ คุณรำคาญที่จะค้นหาคำว่า "LED Laser" หรือไม่?

— Sparky256

16

@ Sparky256 - ใช่แล้วคำนั้นอยู่ในประวัติการค้นหาของฉัน ขอบคุณสำหรับคำแนะนำที่ฉัน "คิดถึงมัน" นั่นเป็นประโยชน์มากฉันจะนำไปใช้กับคำถามที่ฉันมีในอนาคต!

— feetwet

2

@EugeneSh - ไม่ แต่ฉันรู้ลักษณะของแสงเลเซอร์

— feetwet

24

ฉันยังไม่สามารถบอกได้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เปิดใช้งานไดโอดเพื่อ lase แตกต่างจากที่เปิดใช้งานเพื่อเปล่งแสง

ไม่ใช่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มันเป็นช่องออปติคัล

หากสัญญาณออปติคัลถูกป้อนกลับผ่านสื่อเกน (ทางแยก PN) เช่นว่าการสูญเสียการเดินทางไปกลับไม่เกินการรับไปกลับ, "LED" จะเริ่มลดลง

ช่องว่างของเลเซอร์ไดโอดนั้นสามารถเกิดขึ้นได้โดยการยึดด้านบนพื้นผิวของชิปตัวสะท้อนแสงแบร็กที่มีลวดลายลงในชิปหรือแม้แต่เลนส์ภายนอกและ / หรือกระจกบางชนิด

โดยทั่วไปอุปกรณ์ที่ออกแบบเป็นเลเซอร์ไดโอดจะรวมโครงสร้างของคลื่นนำบนชิป (และทับซ้อนกับทางแยก) เพื่ออำนวยความสะดวกในการสูญเสียการเดินทางไปกลับต่ำในขณะที่อุปกรณ์ที่ออกแบบเป็น LED จะไม่มีโครงสร้างคลื่นนำที่แตกต่างกัน ยังเป็นเช่นนี้เป็น LED โพรงโพรง (RCLED)

— โฟตอน
แหล่งที่มา

น่าสนใจ ฉันไม่สามารถบอกได้จากการค้นหาอย่างรวดเร็วสิ่งที่แตกต่าง RCLEDs: พวกเขาเป็นหลักเลเซอร์ไดโอดดำเนินการต่ำกว่าเกณฑ์การให้ยืม? หรือพวกเขาผลิตบางส่วนแต่ไม่ใช่ทั้งหมดของแสงเลเซอร์?

— feetwet

1

มี LED ประเภท 'ประสิทธิภาพสูง' มันวางราบและกลมเหมือนคุกกี้โอรีโอตัวเล็ก ๆ เปล่งแสงจากทุกด้าน มันอยู่ในชามที่มีเส้นสีทองซึ่งสะท้อนแสงทั้งหมดให้กับเลนส์ เลนส์เป็นตัวกำหนดทีต้าหรือมุมมอง

— Sparky256

1

นอกจากนี้: เลเซอร์ไดโอดเมื่อมากไปยังจุดที่โครงสร้างโพรงแสงถูกทำลายให้ทำงานต่อไปเป็นไฟ LED ปกติ!

— rackandboneman

1

@rackandboneman หรือต่ำกว่าขีด จำกัด ของหลักสูตร ของราคาถูกมากมายยังมีอายุไม่เกินจนจนกว่าพวกเขาจะไม่สูญ

— Chris H

1

การอ่านที่ จำกัด ของฉันบ่งชี้ว่า RCLED มีความโดดเด่นเป็นอย่างมากจากสเปกตรัมการปล่อยที่แคบกว่าเมื่อเทียบกับ LED ปกติ - แต่แล้วฉันก็เป็นนักสเปกโทรสโกปีดังนั้นมักจะเห็นสิ่งต่าง ๆ จากด้านนั้น เป็นเรื่องที่น่าสนใจว่าไม่มีบทความภาษาอังกฤษของ Wikipedia และภาษาเยอรมันมีน้อยกว่าต้นขั้วเล็กน้อย

— Chris H

4

LED: แรงดันไฟฟ้าที่ไดโอดยกอิเล็กตรอนอิสระข้าม bandgap ให้อยู่ในระดับที่สูงขึ้น พวกเขาเปล่งแสงเมื่อพวกเขากลับไปที่ระดับต่ำกว่า เนื่องจากกฎของกลศาสตร์ควอนตัมเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติจะสุ่มถ้าไม่มีมาตรการอื่น องศาความเป็นอิสระใน LED ช่วยให้สามารถเปลี่ยนความยาวคลื่น (ความถี่) และเวลาได้ ดังนั้นโฟตอนที่ปล่อยออกมาคือ "ไม่ต่อเนื่องกัน"

เลเซอร์: องศาอิสระสำหรับโฟตอนจะถูกลบออก ช่องแสงช่วยให้ความยาวคลื่นเพียงหนึ่ง (หรือน้อยมาก) (ปัจจัยของความยาวแร่) และโฟตอนที่ปล่อยออกมาก่อนหน้านี้ "ผ่าน" กระตุ้นการปล่อยโฟตอนใหม่ โฟตอนส่วนใหญ่จึงมีเฟสและความถี่เท่ากัน พวกเขา "สอดคล้องกัน"

แม้ว่า LED จะมีความยาวคลื่นเล็กมากเลนส์เลเซอร์จะลดความผันแปรนั้น ด้านที่ใช้งานง่ายของเคาน์เตอร์เลเซอร์มาจากกลไกควอนตัม คุณอาจคิดว่าโฟตอนถูกปล่อยออกมาเองตามธรรมชาติแล้วจะสะท้อนกลับถ้ามันมีความยาวคลื่นที่เหมาะสมซึ่งเหมาะกับรูปทรงเรขาคณิตของแร่ แต่เนื่องจากกลศาสตร์ควอนตัมเรขาคณิตของเลเซอร์ - (ไดโอด) ทำให้มันไม่น่าเป็นไปได้มากที่จะปล่อยโฟตอนตามธรรมชาติหรือที่ความยาวคลื่นอื่น

— โจอาคิม
แหล่งที่มา

1

ความสับสนของฉันมาในย่อหน้าสุดท้ายของคุณ: มีอะไรเกี่ยวกับ pn junction ในไดโอดเลเซอร์หรือไม่? คือแรงกระตุ้นที่สำคัญสำหรับทั้งสองไดโอดคือการปล่อยโฟตอนที่เกิดขึ้นเองและในเลเซอร์รูปทรงเรขาคณิตที่สร้างขึ้นรอบ ๆ ทางแยกนั้นจะขยายการปล่อยก๊าซธรรมชาติที่เกิดขึ้นเหล่านั้นในระดับที่โฟตอนส่วนใหญ่ที่หลั่งไหลออกมา หรือทางแยกในเลเซอร์ไดโอดนั้นแตกต่างกันไปในทางที่ จำกัด จำนวนและ / หรือความยาวคลื่นของโฟตอนที่ปล่อยออกมาเองตามธรรมชาติแม้จะต่ำกว่าเกณฑ์การให้ยืม ?

— feetwet

เมื่อเปิดเลเซอร์ไดโอดในขั้นต้นจะไม่มีโฟตอนที่อาจกระตุ้นการปลดปล่อย ดังนั้นในการปล่อยก๊าซธรรมชาติครั้งแรกเกิดขึ้น จากนั้นสิ่งเหล่านี้จะย้อนกลับไปในช่องแสงและกระตุ้นการปล่อยโฟตอนมากขึ้น

— โจอาคิม

ในฐานะที่เป็นภายหลัง: การปล่อยก๊าซเรือนกระจกกระตุ้นอาจไม่กลายเป็น "อำนาจ" การปล่อยก๊าซที่เกิดขึ้นเองจะยังคงเกิดขึ้นต่อไป แต่เป้าหมายก็คือจะมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีเปอร์เซ็นต์การกระตุ้นสูงซึ่งจะกำหนดประสิทธิภาพของเลเซอร์ไดโอด

— โจอาคิม

1

ฉันยังไม่ชัดเจนเกี่ยวกับการชี้แจงที่ร้องขอในความคิดเห็นแรกของฉัน: ดูเหมือนว่าคุณอาจจะพูดว่า "ใช่แกนกลางของเลเซอร์ไดโอดคือ (หรือสามารถ) ชุมทาง pn เหมือนไดโอดเปล่งแสงอื่น ๆ ซึ่งทำงานโดย สิ่งที่ทำให้ไดโอดเลเซอร์เป็นคุณสมบัติเพิ่มเติมของฮาร์ดแวร์ (ซึ่งเราเรียกว่าช่องออปติคัล ) ที่ทำให้โฟตอนเกิดขึ้นเองเพื่อกระตุ้นโฟตอนมากขึ้น " นั่นถูกต้องใช่ไหม? หรือเป็นเลเซอร์ไดโอดเพียงช่องแสงที่ถูกปั๊มด้วยไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นเพื่อผลิตโฟตอนบางอย่างตามธรรมชาติและแตกต่างจาก LED ทั่วไปหรือไม่?

— feetwet

เลเซอร์ทำงานโดยการกระตุ้นการปล่อยไม่ใช่การปล่อยโดยธรรมชาติ คุณอาจต้องการดู: learnabout-electronics.org/Sem Semiconductorors/diodes_26.php

— Joachim

3

เลเซอร์ไดโอดคือ LED ในช่องออปติคัล

เลเซอร์ไดโอดค่อนข้างเย็นในการที่พวกเขา "ละเมิด" กฎเลเซอร์ไม่กี่:

กำไรของเซมิคอนดักเตอร์นั้นยอดเยี่ยมมากถึงแม้ว่ารัศมีของ facets ที่สร้างโพรงนั้นสูงมาก (กล่าวคือค่อนข้างแบน) แต่ก็ยังสูญเสีย (สมการเลเซอร์ทำนายว่าการเพิ่มของอนันต์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพื้นผิวที่เรียบเพื่อกำจัด)
มีข้อพิสูจน์ว่าอย่างน้อยสามระดับพลังงานเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสื่อที่ใช้ปั๊มเพื่อกำจัดเลเซอร์ แต่เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีเพียงสองระดับเท่านั้น (เพราะพวกมันไม่ได้ถูกปั๊มด้วยแสง

— user1512321
แหล่งที่มา

เกี่ยวกับ # 2: มันจะมีความถูกต้องที่จะบอกว่าเลเซอร์ไดโอดคือ "สายตาตนเอง -pumped"? ถ้าผมเข้าใจการกระตุ้นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกคือ "กระตุ้น" โดยโฟตอนจากตัวเอง LED ใช่มั้ย?

— feetwet

คุณมีแหล่งข้อมูลไหม

— ปีเตอร์มอร์เทนเซ่น

แทนที่จะสูบด้วยแสงพวกเขาจะถูกสูบด้วยไฟฟ้า "การปั๊ม" เป็นกระบวนการในการยกอิเล็กตรอนเหนือช่องว่างของแถบจากนั้นพวกเขาสามารถปล่อยลงมาและปล่อยโฟตอน

— Joachim

@Joachim แก้ไขที่จะบอกว่าพวกเขากำลังสูบไฟฟ้า

— user1512321

1

@feetwet ในเลเซอร์ทั้งหมดจะต้องมีการปล่อย "กระตุ้น"; นั่นคือโฟตอนที่ทำให้โฟตอนตื่นเต้น สิ่งที่ฉันอ้างถึงที่นี่คือ "การปั๊ม" กระบวนการของการทำให้อิเล็กตรอนอยู่ในสภาวะที่น่าตื่นเต้น สำหรับเลเซอร์ในการเลเซอร์มีหลายเงื่อนไขหนึ่งในนั้นคือตัวกลางที่ได้รับจะถูกปั๊มมากจนมีอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นมากกว่าอิเล็กตรอนสถานะต่ำ - การผกผันของประชากร - ไม่เช่นนั้นคุณจะมีโฟตอนที่ถูกดูดซับมากขึ้น กระตุ้นโฟตอนออกมามากขึ้น

— user1512321

0

เพื่อให้ LED ได้รับการพิจารณาว่าเป็น "เลเซอร์" LED การออกแบบของมันจะต้องเป็นปริมาณที่แน่นอนของแสงที่มันผลิตจะต้องสะท้อนกลับเข้าสู่ตัวมันเองด้วยวิธีออปติคัล (หรือไฟฟ้า) ดังนั้นที่สร้างขึ้นใหม่ (ผ่านการกระตุ้น ) โฟตอน"ในขั้นตอน"กับคนที่ก่อนหน้านี้ดังนั้นการสร้างการเชื่อมโยงกันลำแสงของโฟตอน
ประชุมS timulated Eภารกิจของการวิจัยความต้องการ adiation คือสิ่งที่ทำให้มันเป็นเลเซอร์ !

— Guill
แหล่งที่มา