Báo cáo Laser Diodes

Báo cáo Laser Diodes

1. Giới thiệu sơ lược laser

1.Sơ lược về Laser

 Mô phỏng theo Maser (Charles H Townes và sinh viên tốt nghiệp J.P Gordon và H.J Zeiger vào năm 1953 )

nhưng không tạo ra tia sóng một cách liên tục

 Robert N Hall phát triển laser bán dẫn đầu tiên, hay

laser diode, năm 1962, xây dựng trên hệ thống vật liệu gali-aseni và tạo ra tia có bước sóng 850 nanômét, gần vùng quang phổ tia hồng ngoại

 Năm 1970, Zhores Ivanovich Alferov của Liên Xô và

Hayashi và Panish của Phòng thí nghiệm Bell đã độc lập phát triển laser diode hoạt động liên tục ở nhiệt độ trong phòng, sử dụng cấu trúc đa kết nối

Laser Diodes

Operation Current ~ 60mA Typical Threshold current ~30mA

2.Nguyên lý laser

2.1.Bức xạ ánh sáng kết hợp

2.2.Bức xạ ánh sáng do tái hợp trong bán dẫn

2.1.Bức xạ ánh sáng kết hợp

2.2.Bức xạ ánh sáng do tái hợp

trong bán dẫn

3.Cấu tạo

Yêu cầu chung

hơn dòng ngưỡng nên bức xạ ánh sáng

giảm dòng ngưỡng và dòng cung cấp,do đó

giảm tổn hao.

Cấu trúc laser diode

 Vật liệu cho lớp P là GaPs,N là AlGaAs có hệ số dãn nở như nhau.Muốn bức xạ thì cần phân cực thuận cho nó

 Lớp P-AlGaAs có độ dải cấm lớn,tạo ra một ngưỡng

điện thế để chặn không cho e- di chuyển về phía cực P

mà nằm lại miền hoạt tính

 Lớp n-AlGaAs cũng tạo ra điện thế để không cho các lỗ trống sang vùng N,chỉ tập tring trong miền hoạt tính lớp P-GaAs

 Laser diode bức xạ ánh sáng kết hợp từ bên cạnh của lớp hoạt tính P-GaAs

 Chiết suất của lớp P-GaAs lớn hơn 2 lớp AlGaAs ánh sáng không bị tán xạ sang 2 bên

Phương án cấu trúc

ngưỡng có đủ số phần tử tích điện và Photon

cần thiết để duy trì phát xạ liên tục

các phần tủ tích điện và photo.Dòng điện ngưỡng

có thể hạ thấp xuống đến 20-100mA

ra ống dẫn quang trong Diode,2 phía miền hoạt

tính của vật liệu có chiết suất bé hơn hoặc thu hẹp miền này ở 2 bên sườn

4.Chỉ tiêu và thông số kỹ thuật

Phổ bức xạ

Điều biến

luồng bức xạ theo thời gian luồng bức xạ theo thời gian nhờ tín hiệu điện,và luồng bức xạ

quang trở thành tải tin

bức xạ của nguồn quang

Các phương thức điều biên

Nguồn quang

Tín hiệu điện Bức xạ điều khiển

Nguồn quang Điều biến quang

Bức xạ điều khiển

Tín hiệu điện

Đặc điểm điều biến

Ảnh hưởng của nhiệt độ

 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chiều dài sóng

 Độ an toàn của laser được xếp từ I đến IV Với độ I, tia laser tương đối an toàn Với độ IV, thậm chí chùm tia

phân kỳ có thể làm hỏng mắt hay bỏng da Các sản

phẩm laser cho đồ dân dụng như máy chơi CD và bút laser

 Cần có chế độ tản nhiệt cho các thiết bị laser diode

 Ngòai bước sóng 532nm, Diode laser bức xạ ánh sáng trong vùng hồng ngọai gần, trong các lựa chọn bao gồm: 808, 938 hay 978 nm Những

bước sóng này hấp thụ bời cả hemoglobin, melanin và nước Tuy nhiên, bởi sự hấp thụ tương đối thấp, chúng xuyên sâu hơn vào trong mô Trong

Da liễu, diode laser có thể cũng được sử dụng cho các chỉ định điều trị các bệnh về mạch máu.

 Có nhiều ứng dụng của diode laser trong các tiểu phẫu Mô có thể bị

quang đông hay bốc bay tùy thuộc vào năng lượng hay mật độ công suất được sử dụng Với kỹ thuật quang sợi tiếp xúc (fiber-contac technique), mô

có thể bị cắt Bên cạnh đó, diode laser rất thích hợp cho quang đông mạch máu trong điều trị dãn mạch (varicose veins)