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激光二极管 [2023/05/19 14:34] meiling |
激光二极管 [2023/05/24 11:13] (当前版本) meiling |
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- | ## 何谓激光二极管? | + | ====== 何谓激光二极管? ====== |
+ | https://www.rohm.com.cn/electronics-basics/laser-diodes | ||
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+ | ## 一、何谓激光二极管? | ||
激光二极管(Laser Diode) 的LASER是取"Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(基于受激发射的光放大)"的首字母组成的缩写单词,激光二极管也被称为半导体激光器,通常简称为LD。 | 激光二极管(Laser Diode) 的LASER是取"Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(基于受激发射的光放大)"的首字母组成的缩写单词,激光二极管也被称为半导体激光器,通常简称为LD。 | ||
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由于激光二极管的谱宽是狭窄单一的波长、相位整齐、指向性高的光,因此具备容易控制能量的特征。 | 由于激光二极管的谱宽是狭窄单一的波长、相位整齐、指向性高的光,因此具备容易控制能量的特征。 | ||
- | {{ ::img_01_cn.jpg |}} | + | {{:img_01_cn.jpg?500|}} |
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+ | ## 二、激光二极管的特点和用途 | ||
- | ## 激光二极管的特点和用途 | ||
### 激光二极管的用途示例 | ### 激光二极管的用途示例 | ||
激光二极管充分利用直进性、微小光斑尺寸 (数um~)、单色性、高光密度、相干性 (coherent) 这些特点,被用在各种应用上面。 | 激光二极管充分利用直进性、微小光斑尺寸 (数um~)、单色性、高光密度、相干性 (coherent) 这些特点,被用在各种应用上面。 | ||
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{{ ::1684474228184.png |}} | {{ ::1684474228184.png |}} | ||
- | ## 激光二极管的封装 | + | ## 三、激光二极管的封装 |
### LD封装 | ### LD封装 | ||
激光二极管的封装,主流为业内标准的φ5.6mm CAN型,也有重视成本类型的没有玻璃盖片的产品。 | 激光二极管的封装,主流为业内标准的φ5.6mm CAN型,也有重视成本类型的没有玻璃盖片的产品。 | ||
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</WRAP> | </WRAP> | ||
- | ## 激光二极管的芯片结构 | + | ## 四、激光二极管的芯片结构 |
### LD芯片结构 | ### LD芯片结构 | ||
**法布里-珀罗型**LD是由n/p包层、夹在包层之间的有源层(发光层) 和2片镜片端面构成。 | **法布里-珀罗型**LD是由n/p包层、夹在包层之间的有源层(发光层) 和2片镜片端面构成。 | ||
行 53: | 行 58: | ||
**光刻法:**一种将涂敷了感光性物质的表面曝光,利用曝光部分和未曝光部分生成图案的技术。 | **光刻法:**一种将涂敷了感光性物质的表面曝光,利用曝光部分和未曝光部分生成图案的技术。 | ||
- | ## 注入电流-光输出 (I-L) 特性 | + | ## 五、注入电流-光输出 (I-L) 特性 |
### 何谓注入电流-光输出 (I-L) 特性? | ### 何谓注入电流-光输出 (I-L) 特性? | ||
下图是注入电流-光输出 (I-L) 特性。 | 下图是注入电流-光输出 (I-L) 特性。 | ||
行 83: | 行 88: | ||
注:因为这些测量受温度影响很大,所以请在激光二极管上安装散热板,使用温度控制器在控制壳体温度的状态下测量。 | 注:因为这些测量受温度影响很大,所以请在激光二极管上安装散热板,使用温度控制器在控制壳体温度的状态下测量。 | ||
- | ## 激光的形状 | + | ## 六、激光的形状 |
### 远场图 (FFP:Far Field Pattern) | ### 远场图 (FFP:Far Field Pattern) | ||
辐射到离芯片端面足够远的地方的光的强度分布称为远场图。 | 辐射到离芯片端面足够远的地方的光的强度分布称为远场图。 | ||
行 107: | 行 112: | ||
使该光电二极管的输出 (Im:监视电流)保持一定的反馈驱动电路叫作APC驱动器(电路)。 | 使该光电二极管的输出 (Im:监视电流)保持一定的反馈驱动电路叫作APC驱动器(电路)。 | ||
- | ## 激光二极管的振荡波长 | + | ## 七、激光二极管的振荡波长 |
### 振荡波长 (λ) | ### 振荡波长 (λ) | ||
振荡波长用符号λ表示,单位是nm(纳米)。 | 振荡波长用符号λ表示,单位是nm(纳米)。 | ||
行 123: | 行 128: | ||
{{ ::ld_what5-9_18.png |}} | {{ ::ld_what5-9_18.png |}} | ||
- | ## 像散差 (As) | + | ## 八、像散差 (As) |
### 何谓像散差 (As)? | ### 何谓像散差 (As)? | ||
激光二极管接合部在垂直方向和水平方向上外观的焦点位置不同。将这2个焦点间的距离定义为像散差 (As)。 | 激光二极管接合部在垂直方向和水平方向上外观的焦点位置不同。将这2个焦点间的距离定义为像散差 (As)。 | ||
行 155: | 行 160: | ||
{{ ::ld_what5-9_23.png |}} | {{ ::ld_what5-9_23.png |}} | ||
- | ## LD使用注意事项 | + | ## 九、LD使用注意事项 |
### 使用注意事项 | ### 使用注意事项 | ||
1) 由于与其他的分立式产品相比,ESD水平非常低,因此如果在正向上加入浪涌,则过量发光,导致端面损坏,激光无法振荡。 | 1) 由于与其他的分立式产品相比,ESD水平非常低,因此如果在正向上加入浪涌,则过量发光,导致端面损坏,激光无法振荡。 | ||
行 164: | 行 169: | ||
2) 使用时,请不要触摸作为镜片发挥作用的端面。 | 2) 使用时,请不要触摸作为镜片发挥作用的端面。 | ||
(其他的分立式产品通常可以将端面作为"裁切余量"使用 。) | (其他的分立式产品通常可以将端面作为"裁切余量"使用 。) | ||
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+ | ## 十、LiDAR(激光探测与测距) | ||
+ | ### 什么是LiDAR? | ||
+ | LiDAR是Light Detection And Ranging(激光探测与测距)的缩写,是使用近红外光、可见光或紫外光照射对象物,并通过光学传感器捕获其反射光来测量距离的遥感(使用传感器从远处进行感应)方法。 | ||
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+ | 也被称为“Laser Imaging Detection And Ranging(激光成像检测与测距)”,通常以脉冲状近红外激光照射对象物,计量光线到达对象物并反射回来的时间差。 | ||
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+ | 【LiDAR示意图】 | ||
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+ | === LiDAR应用示例 === | ||
+ | 谈到使用LiDAR技术的应用,首先想到的是汽车的高级自动驾驶系统。 据称该技术是实现全自动驾驶(五级)所必不可少的技术。 | ||
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+ | 【LiDAR应用示例】 | ||
+ | </WRAP> | ||
+ | 此外,该技术还被用于高精度检测人和物体,例如消费电子领域的扫地机器人和高尔夫测距仪,以及工业设备领域的自动搬运车(AGV)和服务机器人等。 | ||
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+ | === 高级自动驾驶系统 === | ||
+ | 在ADAS(高级驾驶辅助系统:例如自动刹车和车道保持辅助系统)中,摄像头和毫米波雷达融合的方式是主流选择。然而,一般认为要想实现汽车的自动驾驶,则需要加上LiDAR技术,采用这三种技术相融合的方式。 | ||
+ | 可以说,要想实现高级自动驾驶系统,需要取长补短地充分利用这三种技术,并且三者缺一不可。 | ||
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+ | === LiDAR用激光二极管 === | ||
+ | 要提高LiDAR的性能,如实现“更长距离”和“更高空间分辨率”的感测,要求作为感测光源的激光二极管具有更高输出功率、更高效率以及更小的光束光斑。 | ||
+ | ROHM可以提供同时满足这两项要求的激光二极管。 | ||