Wie wählt man die richtigen Laserdioden für sich aus?

Der Unterschied zwischen gewöhnlichen Leuchtdioden undLaserdioden

Unterschiede im Prinzip der Lumineszenz:
LED nutzt die spontane Emissionsrekombination von in den aktiven Bereich injizierten Trägern, um Licht zu emittieren, während LD die stimulierte Emissionsrekombination nutzt, um Licht zu emittieren. Die Richtung und Phase der von der Leuchtdiode emittierten Photonen sind zufällig, während die von der Laserdiode emittierten Photonen die gleiche Richtung und Phase haben.

LED ist die Abkürzung für Light Emitting Diode. Sie sind im täglichen Leben weit verbreitet, beispielsweise in Kontrollleuchten von Haushaltsgeräten, hinteren Antibeschlagleuchten von Autos usw. Die bemerkenswertesten Merkmale von LEDs sind ihre lange Lebensdauer und ihre hohe photoelektrische Umwandlungseffizienz. Grundsätzlich wird beim PN-Übergang einiger Halbleitermaterialien überschüssige Energie in Form von Licht freigesetzt, wenn die injizierten Minoritätsträger mit den Majoritätsträgern rekombinieren, wodurch elektrische Energie direkt in Lichtenergie umgewandelt wird. Wenn eine Sperrspannung an den PN-Übergang angelegt wird, können Minoritätsladungsträger nur schwer injiziert werden, sodass kein Licht emittiert wird. Diese Art von Diode, die nach dem Prinzip der Injektionselektrolumineszenz hergestellt wird, wird als Leuchtdiode bezeichnet, allgemein bekannt als LED.

LD ist die englische Abkürzung für Laserdiode. Der physikalische Aufbau der Laserdiode besteht darin, eine Schicht aus photoaktivem Halbleiter zwischen den Übergängen der Leuchtdiode zu platzieren. Seine Endfläche ist nach dem Polieren teilweise reflektierend und bildet so einen optischen Resonanzhohlraum. Bei Vorwärtsspannung emittiert der LED-Übergang Licht und interagiert mit dem optischen Hohlraum, wodurch die Emission einer einzelnen Lichtwellenlänge vom Übergang weiter angeregt wird. Die physikalischen Eigenschaften dieses Lichts sind materialabhängig. Das Funktionsprinzip von Halbleiterlaserdioden ist theoretisch dasselbe wie das von Gaslasern. Laserdioden werden häufig in optoelektronischen Geräten mit geringem Stromverbrauch verwendet, beispielsweise in CD-Laufwerken in Computern und in Druckköpfen in Laserdruckern.

Es gibt Unterschiede in den Prinzipien, der Architektur und der Leistung zwischen den beiden.
(1) Unterschied im Funktionsprinzip: LED nutzt die spontane Emissionsrekombination von in den aktiven Bereich injizierten Trägern, um Licht zu emittieren, während LD die stimulierte Emissionsrekombination verwendet, um Licht zu emittieren.
(2) Unterschied in der Architektur: LD verfügt über einen optischen Hohlraumresonator, der es den erzeugten Photonen ermöglicht, im Hohlraum zu oszillieren und zu verstärken, während LED keinen Hohlraumresonator hat.
(3) Leistungsunterschied: LED weist keine kritischen Werteigenschaften auf und ihre Spektraldichte ist um mehrere Größenordnungen höher als die von LD. Die Lichtleistung von LED ist gering und der Divergenzwinkel groß.

Einführung in den Aufbau und das Funktionsprinzip von Laserdioden
Der physikalische Aufbau der Laserdiode besteht darin, eine Schicht aus photoaktivem Halbleiter zwischen den Übergängen der Leuchtdiode zu platzieren. Seine Endfläche ist nach dem Polieren teilweise reflektierend und bildet so einen optischen Resonanzhohlraum. Bei Vorwärtsspannung emittiert der LED-Übergang Licht und interagiert mit dem optischen Hohlraum, wodurch die Emission einer einzelnen Lichtwellenlänge vom Übergang weiter angeregt wird. Die physikalischen Eigenschaften dieses Lichts sind materialabhängig.

Das Funktionsprinzip von Halbleiterlaserdioden ist theoretisch dasselbe wie das von Gaslasern. Abbildung 1(b) ist ein repräsentatives Symbol einer Laserdiode. Laserdioden werden häufig in optoelektronischen Geräten mit geringem Stromverbrauch wie optischen Laufwerken in Computern und Druckköpfen in Laserdruckern verwendet.

Einfache Prinzipien von Laserdioden
Lichtemission in Halbleitern resultiert normalerweise aus der Rekombination von Ladungsträgern. Wenn eine Durchlassspannung an den PN-Übergang eines Halbleiters angelegt wird, wird die Barriere des PN-Übergangs geschwächt, wodurch Elektronen aus dem N-Bereich durch den PN-Übergang in den P-Bereich und Löcher aus dem P-Bereich durch den PN-Übergang injiziert werden in die N-Region. Die Gleichgewichtselektronen und Löcher rekombinieren und emittieren so Photonen mit der Wellenlänge λ. Die Formel lautet wie folgt:

λ=hc/Eg (1)
In der Formel: h – Plancksches Wirkungsquantum; c – Lichtgeschwindigkeit; ZB – Bandlückenbreite des Halbleiters.

Das oben erwähnte Phänomen der Lichtemission aufgrund der spontanen Rekombination von Elektronen und Löchern wird als spontane Emission bezeichnet. Wenn durch spontane Emission erzeugte Photonen einen Halbleiter passieren, können sie, sobald sie sich dem emittierten Elektron-Loch-Paar nähern, zur Rekombination und zur Erzeugung neuer Photonen angeregt werden. Dieses Photon veranlasst die angeregten Träger zur Rekombination und zur Emission neuer Photonen. Das Phänomen wird als stimulierte Strahlungsemission bezeichnet. Wenn der eingespeiste Strom groß genug ist, bildet sich eine Ladungsträgerverteilung aus, die dem thermischen Gleichgewichtszustand entgegengesetzt ist, d. h. die Teilchenzahl ist umgekehrt. Wenn eine große Anzahl von Ladungsträgern in der aktiven Schicht umgekehrt wird, erzeugt eine kleine Menge von Photonen, die durch spontane Emission erzeugt werden, aufgrund der gegenseitigen Reflexion an beiden Enden des Resonanzhohlraums induzierte Strahlung, was zu einer positiven Rückkopplung der frequenzselektiven Resonanz oder einer Verstärkung bei führt eine bestimmte Frequenz. Wenn der Gewinn größer ist als der Absorptionsverlust, kann vom PN-Übergang kohärentes Licht mit guten Spektrallinien – Laser – emittiert werden. Das ist das einfache Prinzip der Laserdiode.

Bei der Auswahl der für Sie geeigneten Laserdioden können Sie die folgenden Schritte befolgen:
Anwendungsanforderungen ermitteln: Identifizieren Sie, für welche Anwendung Sie eine Laserdiode benötigen. Ist es für Laserschneiden, Lasermarkierung, Lasermessung oder andere Anwendungen geeignet? Unterschiedliche Anwendungen stellen spezifische Anforderungen an Laserleistung, Wellenlänge und Eigenschaften.
Verstehen Sie die technischen Parameter: Sehen Sie sich die technische Parametertabelle der Laserdiode an, einschließlich Ausgangsleistung, Wellenlängenbereich, Divergenz, Betriebstemperatur usw. Wählen Sie den geeigneten Parameterbereich basierend auf Ihren Anwendungsanforderungen.
Berücksichtigen Sie wirtschaftliche Faktoren: Berücksichtigen Sie Kostenfaktoren basierend auf Ihrem Budget. Der Preis einer Laserdiode hängt von ihrer Leistung, Qualität und Eigenschaften ab. Wägen Sie die erforderliche Leistung und das Budget ab und wählen Sie das Produkt mit dem höchsten Preis-Leistungs-Verhältnis.
Beziehen Sie sich auf Kundenrezensionen und -empfehlungen: Schauen Sie sich die Rezensionen und Empfehlungen anderer Benutzer an, insbesondere bei ähnlichen Anwendungen. Dies kann Ihnen helfen, die Leistung und Zuverlässigkeit verschiedener Marken oder Modelle von Laserdioden in realen Anwendungen zu verstehen.
Lassen Sie sich professionell beraten: Wenn Sie mit der Lasertechnologie nicht vertraut sind oder spezielle Anforderungen haben, wird empfohlen, einen professionellen Ingenieur oder Lieferanten im Laserbereich zu konsultieren. Sie können Ihnen professionelle Beratung und technische Unterstützung entsprechend Ihren spezifischen Anforderungen bieten.
Berücksichtigen Sie die Lieferzuverlässigkeit: Wählen Sie einen Laserlieferanten mit einem guten Ruf und einer zuverlässigen Lieferkette. Sorgen Sie für eine stabile Produktqualität und zeitnahen technischen Support.
Experimente und Tests durchführen: Führen Sie basierend auf dem ausgewählten Laserdiodenmodell Experimente und Tests durch, um sicherzustellen, dass seine Leistung Ihren Anforderungen entspricht. Bei Bedarf können Sie zunächst versuchen, eine kleine Menge Muster zur Auswertung zu erwerben.

Unter Berücksichtigung der oben genannten Faktoren können Sie die erforderlichen Laserdiodenspezifikationen genauer bestimmen und die geeignete Laserdiode für Ihre Anwendung auswählen. Gleichzeitig wird empfohlen, sich für detailliertere technische Unterstützung und Vorschläge an uns oder professionelle Ingenieure zu wenden.

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Wenn Sie Ideen haben, sprechen Sie uns gerne an. Egal wo unsere Kunden sind und welche Anforderungen wir haben, wir verfolgen unser Ziel, unseren Kunden hohe Qualität, niedrige Preise und den besten Service zu bieten.