激光二极管你要了解的参数

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激光二极管是当前激光技术的隐形冠军-从简单的激光笔到复杂的量子通信卫星,激光二极管无处不在。它具有高功率,较小的体积等特点,而且最重要的是,每一瓦的价格正在下降。

许多人考虑使用激光二极管-有些人可能会考虑使用全新的系统,而其他人只是想在其产品中替换旧的气体激光器。问题在于选择的多样性,因为有许多可用的激光二极管,而对于工程师和销售专家而言,正确的选择也可能需要几天的时间。

激光二极管应用范围很广无论是用于生命科学的分析设备,用于侦察任务的重型激光器,用于材料处理系统的种子二极管,还是用于计量任务的超稳定激光二极管,所有这些都是为正确的选择做出正确的选择。

我们需要一个相干长度为1至10 m的激光二极管,并且干涉图应在温度变化(<0.1 nm / K)时保持稳定。我们需要准直的高斯光束,功率应> 80 mW。我们使用的检测器基于硅(Si),仅适用于<1100 nm波长。在这种情况下,中心波长本身和偏振不太重要。相干长度是相干明显衰减的距离。实际上,它甚至与时间相干长度有关,但是出于我们的目的,上面的定义就足够了。我们使用以下公式:Δν= c /πL,其中Δν是带宽(或线宽),c是光速,L是相干长度。

光谱分辨率表示带宽(以纳米为单位)和波长之间的关系:R =λ/Δλ。如果是光谱仪或更一般的频谱,则是激光分辨电磁频谱特征的能力的度量。

如果要从纳米(nm)值计算兆赫(MHz)带宽,则可以使用Δν=Δλ* c /λ2公式或Internet计算。波长,甚至可以转换成波数(cm-1)和其他四个带宽单位。

带通。一些用于检测激光信号的传感器使用干涉滤光片来阻挡干扰的环境光。因此,激光源的波长必须保持在滤光器的小透射范围内。对于供应商而言,这是重要的信息-但在我们的示例中,可以忽略有限的中心波长公差。

光束质量可以通过几种方式定义。一个是M2因子,它表示光束与其理想的高斯形状有多接近。因此,1.0表示完美的高斯光束。另一个是光束参数乘积(BPP),为此我们必须将聚焦的光束腰与远场发散相乘。

强度表示光束区域(焦点)中的激光功率。单位为W / cm 2。光束轮廓是激光束中强度分布的名称。根据该分布,它可能是平顶(矩形分布)或高斯分布。单模光束通常是高斯光束,而多模光束通常不是高斯光束。根据混合模式的数量和强度分布,它可能具有多种形状。

激光源的亮度是衡量其输出功率和光束质量。本质上,它是激光功率除以BPP。因此,其单位为W / cm2 ,为了清楚起见,在边缘发射器激光二极管。其他常见的激光器类型,包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL),条形/堆叠,阵列或量子级联激光器(QCL),由于其特性存在明显偏差,因此不在我们的讨论范围内。但是,可以使用相似的方法对每个系列进行评估,以缩小适用范围。边缘发射激光二极管的输出功率通常会随设计提供的光束质量而变化。在不同类型的激光二极管中,较高的光束质量通常伴随较低的输出功率。

 

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