激光二极管的结构以及使用注意事项

来源:电子元件技术网    关键词:半导体激光, 激光二极管,    发布时间:2018-12-07

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众所周知,激光技术已深入到国民经济和国防建设的各个领域。光盘(CD)的巨大市场驱动着半导体激光器的技术发展,红光半导体激光二极管的诞生又将激光技术推向新的发展阶段。目前,世界上有众多的厂家纷纷开发生产激光二极管,如NEC、日立、索尼、三菱、飞利浦和美国的Laser Max等。激光二极管产品按波长和功率分类已形成系列,并继续向短波和大功率发展。


由激光二极管配以光学和冷却系统构成的小型红光半导体激光器(光源),正被大量用于激光教鞭、条形码阅读器、激光打印机、视频光盘和测量仪器的瞄准指示等方面。由于其体积小,重量轻,寿命长(4 × 104h以上),价格不高,又可用电池直接驱动,特别适用于隧道矿井、野外作业及生产现场等方面,因而大有取代红光波段的氦氖气体激光器之势。


下面以TOLD9211二极管为例,简要介绍一下其构造和使用注意事项。


构造与工作过程

(1)构造

半导体激光二极管TOLD9211的工作波长为670mm,属于可见光范畴,故又称为红光半导体激光二极管。其外形如图1(a)所示,内部构造如图1(b)所示,电气图形符号如图1(c)所示。射出激光的VD1的阴极电极与引脚①相连,阳极及管壳与引脚②连接。除此之外,与VD1一起还有一个接收其激光的光电二极管VD2,其阴极与阳极分别由引脚②和③引出。

详解激光二极管的结构和使用注意事项

图1 激光二极管的外形、结构及电气图形符号

(2)工作过程

激光二极管的工作过程如图2所示,对VD1来说是正向接法,对VD2来说是反向接法,引脚②接正电位;与VD1串联的限流电阻R控制VD1的工作电流 Iop,也就是控制管子的发光功率;VD2受光后转换出的光电流Im在串联电阻R′上的电压信号反映出发射光功率的大小,因此添加反馈控制电路即可达到稳定输出光功率的目的。VD1和VD2封在一个管壳内是激光二极管的特点。


使用注意事项

① 防静电:在拿取管子或焊接引脚时,手一定要带上接地腕带(腕带串接1MΩ电阻接地,如图3所示,防止人体所带静电击坏管子。

详解激光二极管的结构和使用注意事项


图2 激光二极管的工作过程

详解激光二极管的结构和使用注意事项

图3 取用激光二极管注意事项

② 焊接:焊接时,电烙铁的外壳应接地,最好将电源插头从插座上拔下来。焊接时间要短(最大焊接温度260℃,焊接时间小于5s),一次焊不牢隔一定时间后可再焊一次。


③ 工作电流:调整时不要使其超过最大值,亦不能有过冲电流。防止调整中的断线情况,否则会烧坏管子。交、直流工作均可,但峰值均不得超过最大值。


④ 如不需监控输出,亦可不用VD2。


⑤ 防止激光光束伤害眼睛:激光器工作时,不得直接或通过反射观看光源,否则会伤害眼睛。按国际惯例,激光器上应粘贴警告标签。