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激光二極管英文解釋翻譯、激光二極管的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 laser diode

相關詞條:

1.diodelaser  

分詞翻譯:

光二極管的英語翻譯:

【電】 photodiode

專業解析

激光二極管(Laser Diode,簡稱LD)是一種基于半導體材料的光電轉換器件,通過受激發射原理産生高方向性、高相幹性的單色激光。其核心結構由PN結、諧振腔和電極組成,工作時需施加正向偏置電壓以注入載流子,實現粒子數反轉與光放大效應。

從技術特性看,激光二極管具備以下關鍵參數:

  1. 波長範圍:覆蓋可見光至近紅外光譜(405-1550nm),具體取決于半導體材料(如GaAs、InGaN)
  2. 阈值電流:典型值在30-150mA之間,決定器件的最小工作電流
  3. 輸出功率:商用器件可達500mW以上,工業級模塊可達數千瓦級

根據美國國家标準與技術研究院(NIST)定義,該器件在光通信、醫療設備和精密加工領域具有不可替代性。例如,光纖通信系統依賴1310/1550nm波段激光二極管實現數據調制,而藍光激光二極管(445nm)已成為激光焊接的主流光源。

國際電工委員會(IEC 60825-1)嚴格規範其輻射安全标準,要求所有商用激光二極管必須标注危險等級。值得注意的是,器件的溫度敏感性導緻需要配備專用溫控電路(TEC),以維持波長穩定性±0.1nm/℃。

網絡擴展解釋

激光二極管(Laser Diode,LD)是一種基于半導體材料通過電注入産生激光的器件,結合了二極管特性與激光發射功能。以下從結構、原理、應用等方面詳細解釋:

一、基本結構與分類

激光二極管的核心結構為PN結,由P型和N型半導體材料組成。其分類依據PN結材料差異,包括:

關鍵組件為法布裡-珀羅諧振腔,由一對平行反射面(通常為半導體解理面)構成,用于光子的反射與放大,其餘粗糙面抑制雜散光。

二、工作原理

  1. 載流子複合發光:
    當正向電壓施加時,電子與空穴在PN結附近複合,釋放能量并産生光子(自發輻射)。此時若電流低于阈值,表現為類似LED的寬譜發光。

  2. 受激輻射與激光産生:
    當電流超過阈值,形成粒子數反轉,光子通過諧振腔多次反射引發受激輻射,産生相位、波長一緻的光,最終輸出高相幹性激光。激光波長由禁帶寬度(Eg)決定:
    $$ lambda = frac{hc}{E_g} $$
    其中,h為普朗克常數,c為光速。

三、主要應用

  1. 通信與數據傳輸:光纖通信中作為高效光源,調制光信號實現高速傳輸。
  2. 工業加工:用于激光切割、焊接及打标,精度高且效率顯著。
  3. 消費電子:CD/DVD光驅、激光打印機等設備的核心組件。
  4. 精密測量:利用單色性與相幹性,應用于測距、速度檢測等領域。
  5. 醫療與科研:如激光醫療設備、實驗室光譜分析等。

四、與LED的區别

特性 激光二極管(LD) 發光二極管(LED)
發光機制 受激輻射(需粒子數反轉) 自發輻射
光譜特性 窄譜、高相幹性 寬譜、非相幹光
電流阈值 需超過臨界電流密度 無阈值,電流增大亮度線性提升
應用場景 高精度、高能領域(如通信、加工) 普通照明、指示燈等

五、優勢與局限

如需更詳細的技術參數或曆史發展,可參考搜狗百科或ROHM半導體資料。

分類

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