激光二极管

• 激光二极管中的PN结由两个掺杂的砷化嫁层形成。它有两个平端结构，平行于一端镜像(高度反射面)和一个部分反射。要发射的光的波长与连接处的长度正好相关。
• 当P-N结由外部电压源正向偏置时，电子通过结而移动，并像普通二极管那样重新组合。当电子与空穴复合时，光子被释放。这些光子撞击原子，导致更多的光子被释放。随着正向偏置电流的增加，更多的电子进入耗尽区并导致更多的光子被发射。
• 最终，在耗尽区内随机漂移的一些光子垂直照射反射表面，从而沿着它们的原始路径反射回去。反射的光子再次从结的另一端反射回来。光子从一端到另一端的这种运动连续多次。在光子运动过程中，由于雪崩效应，更多的原子会释放更多的光子。这种反射和产生越来越多的光子的过程产生非常强烈的激光束。
• 在上面解释的发射过程中产生的每个光子与在能级，相位关系和频率上的其他光子相同。因此，发射过程给出单一波长的激光束。为了产生一束激光，必须使激光二极管的电流超过一定的阅值电平。低于闯值水平的电流迫使二极管表现为LED，发出非相干光。

内部结构

由下图可见，激光二极管LASER内包括四个部分：

• 第一部分是激光发射部分(可用LD表示)，它的作用是发射激光；
• 第二部分是光电二极管，是激光的接收反馈器(可用PD表示)，它的作用是接收、监测LD发出的激光（当然，若不需监测LD的输出，PD部分则可不用），此外这两个部分还要一个共用公共电极。因此，通常激光二极管有三个电极；
• 第三部分是玻璃盖片做的镜头，其作用是防尘还有谐振腔的用途；
• 第四部分是金属外壳，主要固定、屏蔽外界干扰信号和散热的作用。

主要参数

1. 波长：即激光管工作波长,可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。
2. 间值电流$I_{th}$：即激光管开始产生激光振荡的电流，对一股小功率激光管而言，其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管闻值电流可低至10mA以下。
3. 工作电流$I_{op}$：即激光管达到额定输出功率时的驱动电流，此值对于设计调试激光驱动电路较重要。
4. 工作电压$V_{op}$：是发出规定的光输出时需要的正向电压。
5. 光输出功率$P_o$：最大允许的瞬时光学功率输出。这适用于连续或脉冲操作模式。
6. 暗电流$I_d$：光电二极管反向偏置时的泄漏电流。暗电流既取决温度又取决于电压，理想的二极管/光电二极管在相反的方向上没有电流。
7. 微分效率$\eta$：每单位驱动电流的光输出的增加量。表示在激光振荡领域相对于正向电流的光输出直线的倾斜度。
8. 垂直发散角${\theta }_{\perp }$：激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度。
9. 水平发散角${\theta }_{\parallel }$：激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度。
10. 监控电流$I_m$：即激光管在额定输出功率时，在PIN管上流过的电流。