LD レーザーダイオードは何ですか。

レーザーモジュール中のLDは何ですか。LDはレーザーダイオードのことです。LDは半導体レーザーの中で、ポンプの作業をしています。同時に、LDもレーザーポインターの一つで、レーザー光を射し出す事ができます。

レーザーダイオードは

元々半導体ダイオードです。PN 接合材料によって、レーザーダイオードをホモ接合、シングルヘテロ接合（SH）、ダブルヘテロ接合（DH）と量子井戸（QW）に分ける事ができます。量子井戸（QW）レーザーダイオードは閾値電流低い、輸出出力高いの利点があるで、現在の市場で重要製品として汎用されています。レーザーポインターと比べて、レーザーダイオードは出力高い、体積小さい、寿命長いなど長所はありますが、輸出出力は結構小さくて（2mwより小さい）、線形は悪くて、単色性も良くないので、有線テレビに使うのは制限されている。チャンネルを多数に転送できずに、性能模擬信号も転送できない。双方向光受信機の戻しモジュール中、上り発射は大体量子井戸（QW）ダイオーダーを光源として使います。半導体レーザーダイオードの基本構造は写真で示すである。ＰＮ接合面と垂直した平行平面の一対をファブリペロー型になります。これらは、半導体結晶体の劈開面であるし、研磨した平面でもある。他の側面二つはちょっと粗くて、主方向以外のレーザー削除の作業を担当しています。

半導体中の光発射は通常キャリアの接合によります。半導体のPN接合は順方向電圧がある時、PN接合の障壁を低下させることができて、電子をN区域からPN接合を通してP区域へ注入されて、正孔をP区域からPN接合を通してN区域へ注入されます。これらのPN接合付近に注入された非平衡電子と正孔は接合になって、波長λの光子を発射します。公式は以下の通りである：
λ=hc/Eg(1)
公式の中：hはプランク定数、ｃは光速、Egは半導体層のバンドギャップです。

上記の電子と正孔の自発接合によって発光する現象は自発反射と言われます。自発反射で発生した光子は半導体から通す時、発射した電子--正孔の近くにいると、2者の接合を励起できて、新しい光子を発生します。このような光子で励起されたキャリアを誘発して、光子と接合して新しい光子を発生させる現象は誘導放出と呼ばれます。輸入した電流は十分だったら、熱的に平衡な状態と反対的なキャリア分布（粒子数反転分布）になります。能動層内のキャリアは大幅に反転分子の状態になると、少量自発反射した光子は共振器両端面往復反射によって誘導放出が発生して、周波数選択の共振正帰還になります、或いは、一定周波数に利得です。利得は損失より大きい時、PN接合から良いスペクトル線あるの干渉光--レーザーを発生できます。これはレーザーダイオードの簡単な原理です。

技術と工程の進展によって、現在使用している半導体レーザーダイオードは複雑な構造があります。
よく使うレーザーダイオードは二種類ある：
①PIN光電ダイオード、PIN光電ダイオードは光の出力を受けて光電流を発生する時、量子ノイズも同時に発生する。
②アバランシェフォトダイオード、アバランシェフォトダイオードは内部拡大することができます。PIN光電ダイオードの転送距離より遠いですが、量子ノイズがもっと大きいです。良い信号雑音比を取得する為に、光検査機械の後ろに低雑音の予備増幅器とメイン増幅器を接することが必要です。
半導体レーザーダイオードの作業原理は、理論上、気体レーザーポインターと同じです。

半導体レーザーダイオードによく使うパラデータは下記の通りである：

（１）波長：レーザーダイオードの作業波長、現在は光電スイッチに使えるのダイオードの波長は635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nmなどあります。
（２）閾値電流Ith：レーザーダイオードはレーザー震動始めの電流です。普通低出力のレーザーダイオードにとって、その数値は約10mAあります。多変する量子井戸（QW）構造のレーザーダイオードの閾値電流は最低10mA以下になれる。
（３）作業電流Iop：つまり、ダイオードは額定輸出出力に達成した時の駆動電流です。この数値はレーザー駆動電流の設計と調節にとって、とても重要です。
（４）垂直発射角θ⊥：レーザーダイオードの発光帯域がPN接合方向と垂直して開いた角度、大体15度～40度ぐらい。
（5）水平発射角θ‖：レーザーダイオードの発光帯域がPN接合方向と水平して開いた角度、大体6度～10度ぐらい。
（６）監視電流Im：つまり、レーザーダイオードが額定出力を輸出する時、PINパイプへ流した電流です。
レーザーダイオードはパソコン中の光ディスク・ドライブ、レーザープリンタ中のプリンタヘッド、コードスキャン、レーザー測定、レーザー医療、光通信、レーザー指示など低出力の光電設備の中に汎用されています。