半导体发光二极管LED和半导体激光器LD的结构、工作原理是什么?它们的特性差别是什么?

半导体发光二极管LED和半导体激光器LD的结构、工作原理是什么?它们的特性差别是什么?,第1张

它们的结构简单说就是三明治的夹心结构,中间的夹心是有源区。

二者的结构上是相似的,但是LED没有谐振腔,LD有谐振腔。

LD工作原理是基于受激辐射、LED是基于自发辐射。

LD发射功率较高、光谱较窄、直接调制带宽较宽,而LED发射功率较小、光谱较宽、直接调制

带宽较窄。

激光器的工作存在与普通光源不同之处在于,它同时需要激光工作物质(这在半导体激光二极管LD中,激光工作物质即为半导体材料),泵浦(即外加的能量源),谐振腔。

LD和LED的工作时,其体系结构中都存在半导体工作物质和泵浦源,唯一不同的是,LD在其外层通过自然解理形成一重谐振腔,该谐振腔有一定的发光门限条件(即阈值条件)当达到这个条件是,激光器才开始粒子数反转受激发光。当LD的驱动还没达到阈值条件时,它的发光机理其实和LED是没有明显区别的。

第一、不同点:半导体发光二极管与半导体激光器最大的不同是半导体发光二极管没有谐振腔,是无阈值器件,它的发光只限于自发辐射过程,发出的是荧光,半导体发光二极管最大的特点是:光谱较宽、线性好、温度特性好、耦合效率低。第二、相同点:都是电流驱动发光,不同的是LD内有谐振腔,发出的光是激光,单色性更好。

1)两者都是光源,区别在于发光的功率不同。

2)

辐照角度,或者说色散角度不同,决定了使用时是否需要加透镜准直;也意味着光源照射物体的远近区别。

3)

安全性:LED不需要注意太多,除非是紫外的;LD需要注意使用安全,强光会伤害眼睛

4)成本价格:相差很大

5)长期使用可靠性:都是半导体器件,比较可靠;如果LED的光学组件老化不是很快,那么差别不大

6)电源:大电流恒流驱动与小电流恒压驱动

7)光谱:都是线光谱,LED的线宽宽些

8)响应速率:如果都是GaAs的材料,响应速率差别不大,波形上升沿调制相差不大(我个人观点,未实际测量过)

9)发光功率衰退,这两种器件都有,所以,一般考虑的是老化后使用时的功率

10)应用方面,个人感觉是民用和仪器使用方面的差别,要求重复性好,可靠性高,就用LD。

其它的,我也暂时想不到了,呵呵。


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