Laserschwingung <Eigenschaften der Lichtleistung von Injektionsstrom (I-L)>

Was sind Eigenschaften der Lichtleistung von Injektionsstrom?

Die folgende Abbildung zeigt die Eigenschaften der Lichtleistung von Injektionsstrom (I-L).
Laserdioden schwingen, wenn die vergrößerte Verstärkung die internen und Spiegelverluste übersteigt. Der Stromwert, bei dem die Laserschwingung beginnt, wird als Schwellenstrom bezeichnet.
Die maximale Leistung wird durch Knicke (Biegung der optischen Ausgangsleitung), COD (katastrophale optische Schäden) und thermische Überlastungen aufgrund hoher Temperaturen begrenzt.

[Eigenschaften der Lichtleistung von Injektionsstrom (I-L)]

Eigenschaften der Lichtleistung von Injektionsstrom (I-L)

[Anwendungsbeispiele für Halbleiterlaser nach Funktion]

Parameter Symbol Definition
Schwellenstrom Ith In Abb. 2 wird A als Spontanemissionsgebiet und B als Laserschwingungsgebiet klassifiziert.
Der Stromwert, bei dem die Laserschwingung beginnt, wird als Schwellenstrom bezeichnet.
Betriebsstrom Iop Der Durchlassstrom, der zur Erzeugung einer bestimmten Lichtleistung erforderlich ist.
Betriebsspannung Vop Die Durchlassspannung, die zur Erzeugung einer bestimmten Lichtleistung erforderlich ist.
Differentialer Wirkungsgrad η Die Erhöhung der Lichtleistung pro Einheit des Antriebsstroms.
Zeigt die Steigung der Lichtleistungslinie in Bezug auf den Durchlassstrom im Laserschwingungsbereich an.
Monitorstrom Im Der Ausgangsstrom der eingebauten Fotodiode bei einer bestimmten Lichtleistung.

Eigenschaften der Lichtleistung von Injektionsstrom (I-L): Messverfahren

Zur Messung der Lichtleistung der Laserdiode wird ein optischer Leistungsmesser verwendet.
Die Lichtaufnahmefläche ist so positioniert, dass der gesamte Lichtstrom des Laserstrahls in die Lichtaufnahmefläche des optischen Leistungsmessers eintritt.
Die Lichtaufnahmefläche ist um 5–20° gegenüber der optischen Achse geneigt, um zu verhindern, dass das von der Lichtaufnahmefläche des optischen Leistungsmessers reflektierte Licht zur Laserdiode zurückkehrt.
Die IL-Kennlinie stellt das Verhältnis zwischen dem Durchlassstrom (IF) und der Lichtleistung (Po) dar und ermöglicht es, den Schwellenstrom (Ith) und den Betriebsstrom (Iop) zu erhalten.
Der Monitorstrom (Im) ist der Ausgangsstrom, wenn der von der Rückseite des Laserchips emittierte Laserstrahl durch die eingebaute Fotodiode überwacht wird.

[Messbild]

Messbild

Hinweis:
Da diese Messungen stark temperaturabhängig sind, werden die Messungen mit einem an der Laserdiode angebrachten Kühlkörper durchgeführt und die Gehäusetemperatur über einen Temperaturregler geregelt.