Doğal beyaz ışık, birçok farklı frekansın geniş ve geniş bir bandı olan görünür ışık spektrumunun tüm VIBGYOR renklerinden oluşur. Sıradan LED'ler genellikle tek bir renkten oluşan bir ışık çıkışı verir, ancak bu ışık bile oldukça geniş bir frekans bandını kapsayan elektromanyetik dalgalar içerir. Işığı odaklayan lens sistemi sabit bir odak uzaklığına sahiptir, ancak ışığın çeşitli dalga boylarına (renklerine) odaklanmak için gereken odak uzaklığı farklıdır. Bu nedenle, her renk farklı noktalara odaklanarak 'renk sapmasına' neden olur. lazer diyot ışığı yalnızca tek bir frekans içerir. Bu nedenle, basit bir lens sistemi ile bile son derece küçük bir noktaya odaklanabilir. Sadece bir dalga boyu var olduğu için renk sapması yoktur, ayrıca ışık kaynağından gelen tüm enerji çok küçük bir ışık noktasına yoğunlaşır. LAZER, Uyarılmış Radyasyon Emisyonu ile Işık Amplifikasyonunun kısaltmasıdır.
Renk sapmaları
Lazer Diyot Yapımı
Yukarıdaki şekil, bir lazer diyotunun basitleştirilmiş bir yapısını göstermektedir. ışık yayan diyot (LED) . P tipi ve N tipi üretmek için selenyum, alüminyum veya silikon gibi elementlerle katkılı galyum arsenit kullanır. yarı iletken malzemeler . Bir lazer diyotu ilave bir aktif katkısız (içsel) galyum arsenit katmanına sahipken, P ve N katmanları arasına sıkıştırılmış yalnızca birkaç nanometre kalınlığa sahipken, PIN diyot (P tipi-İç-N tipi) . Lazer ışığının üretildiği bu katmandır.
Lazer Diyot Yapımı
Lazer Diyot Nasıl Çalışır?
Kuantum teorisine göre her atom, yalnızca belirli bir ayrık enerji seviyesinde enerji verebilir. Normalde atomlar en düşük enerji durumunda veya temel durumdadır. Temel durumdaki atomlara verilen bir enerji kaynağı daha yüksek seviyelerden birine gitmek için heyecanlandığında. Bu sürece emilim denir. Bu seviyede çok kısa bir süre kaldıktan sonra atom başlangıçtaki temel durumuna geri döner ve bu süreçte bir foton yayar. Bu sürece kendiliğinden emisyon denir. Bu iki süreç, absorpsiyon ve spontane emisyon, geleneksel bir ışık kaynağında gerçekleşir.
Lazer Eylemi Prensibi
Hala uyarılmış durumda olan atoma, kendiliğinden yayılma için gerekli enerjiye tam olarak sahip olan bir dış foton çarptığında, dışarıdaki foton, uyarılmış atom tarafından verilen kadar arttırılır, Üstelik, her iki foton da Aynı fazda aynı uyarılmış durum, Uyarılmış emisyon adı verilen bu işlem, lazer hareketi için temeldir (yukarıdaki şekilde gösterilmiştir). Bu süreçte anahtar, yayılacak ışıkla tam olarak aynı dalga boyuna sahip olan fotondur.
Amplifikasyon ve Popülasyon Ters Çevirme
Uyarılmış emisyon için uygun koşullar yaratıldığında, giderek daha fazla atom fotonlar yaymaya zorlanır, böylece bir zincir reaksiyonu başlatılır ve muazzam miktarda enerji açığa çıkar. Bu, belirli, sabit bir yönde tutarlı bir şekilde hareket eden, belirli bir dalga boyunu (monokromatik ışık) yayan hızlı bir enerji birikimi ile sonuçlanır. Bu sürece uyarılmış emisyonla amplifikasyon denir.
Belirli bir zamanda herhangi bir seviyedeki atom sayısına o seviyenin popülasyonu denir. Normalde, malzeme dışarıdan uyarılmadığında, alt seviyenin veya temel durumun nüfusu, üst seviyeninkinden daha büyüktür. Üst seviyenin nüfusu, normal doluluğun tersine çevrilmesi olan alt seviyenin nüfusunu aştığında, sürece nüfus dönüşümü denir. Bu durum, bir lazer işlemi için çok önemlidir. Herhangi bir uyarılmış emisyon için.
Üst enerji seviyesinin veya bir araya gelen kararlı durumun uzun bir ömre sahip olması gereklidir, yani atomlar, daha düşük seviyeye göre daha uzun bir süre için birleşik kararlı durumda durmalıdır. Bu nedenle, lazer hareketi için, pompalama mekanizması (dış kaynakla heyecan verici), alt seviyeye göre üst enerji seviyesinde daha yüksek bir atom popülasyonunu koruyacak şekilde olmalıdır.
Üst enerji seviyesinin veya bir araya gelen kararlı durumun uzun bir ömre sahip olması gereklidir, yani atomlar, daha düşük seviyeye göre daha uzun bir süre için birleşik kararlı durumda durmalıdır. Bu nedenle, lazer hareketi için, pompalama mekanizması (dış kaynakla heyecan verici), alt seviyeye göre üst enerji seviyesinde daha yüksek bir atom popülasyonunu koruyacak şekilde olmalıdır.
Lazer Diyotunun Kontrol Edilmesi
Lazer diyot, çok daha yüksek bir akımda, tipik olarak normal bir LED'den yaklaşık 10 kat daha fazla çalıştırılır. Aşağıdaki şekil, normal bir LED'in ışık çıkışı ile bir lazer diyotunun bir grafiğini karşılaştırır. Bir LED'de diyot akımı arttıkça ışık çıkışı sabit bir şekilde artar. Ancak bir lazer diyotunda, uyarılmış emisyon oluşmaya başladığında akım seviyesi eşik seviyesine ulaşıncaya kadar lazer ışığı üretilmez. Eşik akımı, normalde cihazın imha edilmeden önce geçeceği maksimum akımın% 80'inden fazladır! Bu nedenle, lazer diyottan geçen akım dikkatlice düzenlenmelidir.
LED arasında karşılaştırma
Diğer bir sorun da, foton emisyonunun sıcaklığa çok bağlı olması, diyotun zaten limitine yakın çalıştırılması ve dolayısıyla ısınması, dolayısıyla yayılan ışık miktarını (fotonlar) ve diyot akımını değiştirmesidir. Lazer diyot verimli çalıştığı sırada felaketin eşiğinde çalışıyor! Akım azalırsa ve eşik akımının altına düşerse, uyarılan emisyon biraz fazla akımı keser ve diyot yok edilir.
Aktif katman, salınan fotonlarla dolduğunda, ışığın bir kısmı (tipik olarak yaklaşık% 60'ı), diyot çipinin kenarından dar, düz bir huzme halinde kaçar. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, ışığın bir kısmı da zıt kenardan kaçar ve bir fotodiyotu etkinleştirmek ışığı tekrar elektrik akımına dönüştüren. Bu akım, lazer diyotundaki aktiviteyi ölçmek için otomatik diyot sürücü devresine bir geri bildirim olarak kullanılır ve bu nedenle akımı lazer diyot aracılığıyla kontrol ederek akım ve ışık çıkışının sabit ve güvenli bir seviyede kaldığından emin olun.
Lazer Diyotunun Kontrol Edilmesi
Lazer Diyot Uygulamaları
Lazer Diyot Modülleri, yaşam bilimleri, endüstriyel veya bilimsel enstrümantasyon gibi uygulamalar için idealdir. Lazer Diyot Modülleri, çok çeşitli dalga boylarında, çıkış güçlerinde veya ışın şekillerinde mevcuttur.
Düşük güçlü Lazerler, CD ve DVD oynatıcılar ve kaydediciler, barkod okuyucular, güvenlik sistemleri, optik iletişim ve cerrahi aletler dahil olmak üzere artan sayıda tanıdık uygulamada kullanılmaktadır.
Endüstriyel uygulamalar: Kazıma, kesme, kazıma, delme, kaynak vb.
Tıbbi uygulamalar istenmeyen dokuları temizler, kanser hücrelerinin floresan kullanarak teşhis edilmesi, diş ilaçları. Genel olarak, lazer kullanan sonuçlar, cerrahi bıçak kullanılan sonuçlardan daha iyidir.
Telekom için kullanılan Lazer Diyotlar: Telekom alanında silika fiber lazerler için ana ışık kaynağı olarak kullanılan 1.3 μm ve 1.55 μm bant lazer diyotları bantta daha az iletim kaybına sahiptir. Farklı bantlı lazer diyot, optik amplifikasyon veya kısa mesafeli optik bağlantı için kaynağı pompalamak için kullanılır.
Böylece, bu tamamen Lazer Diyot yapımı ve kullanımları. Eğer ilgileniyorsanız LED tabanlı projeler inşa etmek kendi başınıza, daha sonra sorularınızı veya yenilikçi düşüncelerinizi aşağıdaki yorumlar bölümünde yayınlayarak bize ulaşabilirsiniz. işte size bir soru, Lazer Diyotun işlevi nedir?
