激光二极管是一项引人入胜且至关重要的技术，它改变了各行各业。了解其历史、类型、特性、优势和应用，有助于深入了解其重要性和潜力。
激光二极管简史
激光二极管的旅程始于阿尔伯特·爱因斯坦，他于1917年奠定了受激发射概念的基础。该原理指出，高能电子或分子可以光子的形式发射能量。通过激励光放大介质，可以激发这种发射，从而产生激光。这个过程被称为“泵浦”，它涉及储存能量，当电子返回基态时，这些能量会以光的形式释放出来。
什么是激光二极管？
激光二极管与LED类似，都利用半导体产生相干光波。这些光波发射到红外介质上，从而实现精确聚焦的发光。激光二极管利用pn结产生光波，因此被称为“注入式激光二极管”。通过向半导体材料注入电流，激光二极管产生粒子数反转，从而产生受激辐射。这项技术对于光通信、激光打印和条形码扫描等应用至关重要。
激光二极管的类型
激光二极管主要有四种类型：
- 双异质结构激光二极管：此类二极管的特点是将低带隙材料层放置在高带隙材料层的两侧，形成异质结构。这种设计可确保高效的载流子限制和增强的光发射，使其成为电信和激光测量系统中光放大的理想选择。
- 量子阱激光二极管：这类二极管利用薄量子阱层将电子和空穴限制在较小的区域内，从而提高效率。这种设计降低了阈值电流并提升了性能，非常适合需要高精度和低功耗的应用。
- 分离限制异质结构激光二极管：该类型激光二极管具有三个不同的层，通过将载流子限制在有源区来平衡光发射。这种设计提高了光输出和效率，使其适用于各种应用。
- 垂直腔面发射激光二极管：该类型的激光器的光腔与电流方向平行，其光发射方向垂直于芯片表面。垂直腔结构使其更易于集成到光学系统中，并产生窄而高质量的光束。
激光二极管的特性
激光二极管具有三个主要特点：
- 相干性：激光的波长一致且排列整齐，可产生高度聚焦且稳定的光束，这对于精确测量或成像至关重要。
- 单色性：激光二极管发射特定波长的光，与白炽灯等宽光谱光源不同，可以实现精确的色彩控制和窄光谱输出。
- 亮度和方向性：激光以窄光束发射，使其能够长距离传输且不会出现明显的扩散。这会产生高强度、聚焦的光束，非常适合需要远距离高精度和高功率的应用。
激光二极管的优势
- 与其他二极管相比，运行功率较低。
- 由于体积小，因此易于操作。
- 高效发光，功耗更低。
- 由于运行时间较长，从长远来看具有成本效益。
激光二极管的缺点
- 与其他二极管相比，初始成本较高。
- 直接暴露于发射光可能会对眼睛造成伤害。
- 依赖于温度的操作，温度变化会影响功能。
- 不适合大功率应用。
激光二极管的应用
- 电子设备：用于DVD播放器、CD播放器、打印机等，读取、写入光盘数据，确保高分辨率打印。
- 行业：高功率激光二极管用于制造业和汽车业的切割、钻孔和焊接，提供精度和功率。
- 医疗设备：用于精确且恢复时间最短的非侵入性治疗，包括牙科治疗和软组织手术。
激光二极管是一项卓越的技术，拥有丰富的应用和优势。对于寻求高品质激光二极管产品的客户，Inphenix是美国领先的公司，提供超辐射发光二极管、扫频光源等一系列产品。Inphenix 在加州利弗莫尔拥有 100,000 平方英尺的工厂，对设计和制造流程进行完全垂直控制，从而推动创新并确保高品质。
