Quelles sont la structure et l'utilisation des diodes laser ?

La diode laserest un laser à semi-conducteur à source lumineuse, également connu sous le nom de diode laser, inventé dans les années 1960. LASER est l'acronyme de "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", souvent appelé LD. Parce qu'il peut produire de la lumière avec exactement les mêmes propriétés de longueur d'onde et de phase, une cohérence élevée est sa plus grande caractéristique. Découvrons-le.

1. Structure physique

Une couche de semi-conducteur photoactif est placée entre les jonctions de la diode électroluminescente, et sa face d'extrémité a une fonction de réflexion partielle après polissage, formant ainsi un résonateur optique. Dans le cas d'une polarisation directe, la génération de LED émet de la lumière et interagit avec le résonateur optique, stimulant ainsi davantage l'émission de lumière à longueur d'onde unique à partir de la jonction, dont les propriétés physiques dépendent du matériau.

Dans la machine VCD, la diode laser à semi-conducteur est l'un des composants centraux de la tête laser, qui est principalement composée d'un composé ternaire à double hétérostructure gallium aluminium-arsenic (AsALGA), est un dispositif semi-conducteur proche infrarouge avec une longueur d'onde de 780 ~ 820 nm et une puissance nominale de 3 ~ 5 MW. De plus, il existe une diode laser à semi-conducteur à lumière visible (telle que le rouge), qui est également largement utilisée dans les machines VCD et les lecteurs de codes à barres.

La forme et la taille de la diode laser sont illustrées à la figure 1. Il existe trois types de structures internes.

Comme on peut le voir sur la figure 2, la diode laser comprend deux parties : la première partie est la partie d'émission laser (que l'on peut représenter par LD), son rôle est d'émettre le laser, comme représenté sur la figure 2 l'électrode (2) ; La deuxième partie est la partie réceptrice du laser (peut être représentée par PD), son rôle est d'accepter et de surveiller le laser émis par le LD (bien sûr, si la sortie du LD n'est pas surveillée, la partie PD peut être utilisée) , comme le montre la figure 2 électrode (3); Ces deux parties partagent une électrode commune (1), de sorte que la diode laser comporte trois électrodes.

La diode laser présente les avantages d'une petite taille, d'une légèreté, d'une faible consommation d'énergie, d'un circuit d'entraînement simple, d'une modulation pratique, d'une résistance aux chocs mécaniques et d'une résistance aux vibrations, mais elle est extrêmement sensible aux surintensités, aux surtensions et aux interférences électrostatiques, par conséquent, en cours d'utilisation, faire particulièrement attention à ne pas faire dépasser ses paramètres de fonctionnement à sa valeur maximale admissible, la méthode peut être utilisée comme suit :

(1) La diode laser est pilotée par une source de courant continu continu.

(2) Résistances de limitation de courant série et condensateurs de dérivation parallèle sur le circuit d'électrode laser.

(3) Étant donné que la température de la diode laser augmente la valeur du courant qui la traverse, les mesures de dissipation thermique nécessaires doivent être utilisées pour garantir que l'appareil fonctionne dans une certaine plage de température.

(4) Afin d'éviter les dommages de panne causés par la diode laser en raison d'une tension inverse excessive, la diode au silicium peut être rapide en parallèle inverse aux deux extrémités.

2. Méthode de détection

(1) Méthode de mesure de la résistance : Retirez la diode laser et mesurez ses valeurs de résistance positive et inverse avec un multimètre R×1k ou R×10k. Normalement, la valeur de résistance directe est comprise entre 20 et 40 kω et la valeur de résistance inverse est l'infini. Si la valeur de résistance positive mesurée dépasse 50 kΩ, cela indique que les performances de la diode laser ont diminué. Si la valeur de résistance directe mesurée est supérieure à 90 kω, cela indique que la diode a été sérieusement vieillie et ne peut plus être utilisée.

(2) Méthode de mesure du courant : utilisez un multimètre pour mesurer la chute de tension aux deux extrémités de la résistance de charge dans le circuit de commande de la diode laser, puis estimez la valeur du courant traversant le tube selon la loi d'Ohm, lorsque le courant dépasse 100 mA, si le potentiomètre de puissance laser est ajusté et que le courant ne change pas de manière significative, la diode laser peut être considérée comme étant sérieusement vieillissante. Si le courant devient incontrôlable, cela signifie que la cavité optique de la diode laser a été endommagée.

3. Questions nécessitant une attention particulière

⑴Le laser émis par la diode laser peut endommager l'œil humain. Lorsque la diode fonctionne, il est strictement interdit de regarder directement sa face d'extrémité, de ne pas regarder directement le laser à travers la lentille et de ne pas observer le laser à travers le miroir.

⑵L'appareil a besoin d'une alimentation d'entraînement appropriée, le courant inverse instantané ne doit pas dépasser 2uA et la tension inverse ne doit pas dépasser 3V, sinon cela endommagera l'appareil. Mesures pour empêcher le courant d'appel lorsque l'alimentation est allumée et éteinte. Lorsque vous testez le circuit du pilote avec un oscilloscope, débranchez l'alimentation, puis connectez la sonde de l'oscilloscope. Si la sonde est testée sous tension, l'appareil peut être endommagé par un courant d'appel.

⑶L'appareil doit être stocké ou utilisé dans un environnement propre.

⑷ Travailler à une température plus élevée augmentera le courant de seuil, diminuera la fréquence de conversion et accélérera le vieillissement de l'appareil. Lors du réglage de l'entrée optique, le wattmètre optique doit être détecté pour éviter de dépasser la grande sortie nominale.

⑸Si la puissance de sortie est supérieure au paramètre spécifié, cela accélérera le vieillissement du composant.

⑹La machine doit être entièrement chauffée ou utilisée dans des conditions de réfrigération, et la température de la diode laser est strictement contrôlée en dessous de 20 degrés pour garantir sa durée de vie.

⑺ La diode est un appareil sensible à l'électricité statique, qui ne peut être pris que lorsque le corps humain est en bon état. L'antistatique peut être utilisé par les bracelets antistatiques.

⑻ La longueur d'onde de sortie du laser est affectée par le courant de travail et la dissipation thermique, il est donc nécessaire de maintenir de bonnes conditions de dissipation thermique et de réduire la température du noyau du tube lors du travail. Un dissipateur thermique est ajouté pour empêcher la diode laser de monter trop haut pendant le fonctionnement.

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