眾所周知,激光技術(shù)已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。光盤(CD)的巨大市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)著半導(dǎo)體激光器的技術(shù)發(fā)展,紅光半導(dǎo)體激光二極管的誕生又將激光技術(shù)推向新的發(fā)展階段。目前,世界上有眾多的廠家紛紛開發(fā)生產(chǎn)激光二極管,如NEC、日立、索尼、三菱、飛利浦和美國(guó)的Laser Max等。激光二極管產(chǎn)品按波長(zhǎng)和功率分類已形成系列,并繼續(xù)向短波和大功率發(fā)展。
由激光二極管配以光學(xué)和冷卻系統(tǒng)構(gòu)成的小型紅光半導(dǎo)體激光器(光源),正被大量用于激光教鞭、條形碼閱讀器、激光打印機(jī)、視頻光盤和測(cè)量?jī)x器的瞄準(zhǔn)指示等方面。由于其體積小,重量輕,壽命長(zhǎng)(4 × 104h以上),價(jià)格不高,又可用電池直接驅(qū)動(dòng),特別適用于隧道礦井、野外作業(yè)及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等方面,因而大有取代紅光波段的氦氖氣體激光器之勢(shì)。
下面以TOLD9211二極管為例,簡(jiǎn)要介紹一下其構(gòu)造和使用注意事項(xiàng)。
構(gòu)造與工作過程
(1)構(gòu)造
半導(dǎo)體激光二極管 TOLD9211 的工作波長(zhǎng)為 670mm,屬于可見光范疇,故又稱為紅光半導(dǎo)體激光二極管。其外形如圖1(a)所示,內(nèi)部構(gòu)造如圖1(b)所示,電氣圖形符號(hào)如圖1(c)所示。射出激光的VD1的陰極電極與引腳①相連,陽極及管殼與引腳②連接。除此之外,與VD1一起還有一個(gè)接收其激光的光電二極管VD2,其陰極與陽極分別由引腳②和③引出。
圖1 激光二極管的外形、結(jié)構(gòu)及電氣圖形符號(hào)
(2)工作過程
激光二極管的工作過程如圖2所示,對(duì)VD1來說是正向接法,對(duì)VD2來說是反向接法,引腳②接正電位;與VD1串聯(lián)的限流電阻R控制 VD1的工作電流 Iop,也就是控制管子的發(fā)光功率;VD2受光后轉(zhuǎn)換出的光電流 Im在串聯(lián)電阻 R′上的電壓信號(hào)反映出發(fā)射光功率的大小,因此添加反饋控制電路即可達(dá)到穩(wěn)定輸出光功率的目的。VD1和VD2封在一個(gè)管殼內(nèi)是激光二極管的特點(diǎn)。
使用注意事項(xiàng)
① 防靜電:在拿取管子或焊接引腳時(shí),手一定要帶上接地腕帶(腕帶串接1MΩ 電阻接地,如圖3所示,防止人體所帶靜電擊壞管子。
圖2 激光二極管的工作過程
圖3 取用激光二極管注意事項(xiàng)
② 焊接:焊接時(shí),電烙鐵的外殼應(yīng)接地,最好將電源插頭從插座上拔下來。焊接時(shí)間要短(最大焊接溫度260℃,焊接時(shí)間小于5s),一次焊不牢隔一定時(shí)間后可再焊一次。
③ 工作電流:調(diào)整時(shí)不要使其超過最大值,亦不能有過沖電流。防止調(diào)整中的斷線情況,否則會(huì)燒壞管子。交、直流工作均可,但峰值均不得超過最大值。
④ 如不需監(jiān)控輸出,亦可不用VD2。
⑤ 防止激光光束傷害眼睛:激光器工作時(shí),不得直接或通過反射觀看光源,否則會(huì)傷害眼睛。按國(guó)際慣例,激光器上應(yīng)粘貼警告標(biāo)簽。