二极管激光器的分类 二极管激光器的主要参数

Release time：2023-08-04
author：AMEYA360
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　　二极管激光器（Diode Laser）是一种基于半导体材料的激光器。它利用半导体材料中的电子和空穴的复合释放出光子，从而产生激光。相比传统的气体激光器和固体激光器，二极管激光器具有体积小、功耗低、效率高等优势，广泛应用于通信、医疗、显示以及工业加工等领域。

二极管激光器的分类 二极管激光器的主要参数

　　一、二极管激光器的原理

　　二极管激光器的工作原理基于PN结的电子与空穴的复合辐射过程。当正向偏置二极管激活时，电流会通过PN结，形成电子与空穴的复合区域。在这个区域内，电子从能带跃迁到较低的能级并与空穴相互复合，释放出光子。由于PN结的特殊设计，光子在反射镜之间来回多次反射，最终形成激光输出。

　　二极管激光器的关键组件包括PN结、增益介质、外观结构和光学系统等。PN结通常采用半导体材料如氮化镓（GaN）或砷化镓（GaAs），增益介质则是通过在PN结中注入掺杂剂来调节能带结构和增加电子与空穴的复合概率。外观结构常采用单腔式、双腔式或多腔式等形式，以实现激光输出的稳定性和可靠性。光学系统主要包括反射镜和透镜等元件，用于引导和整形激光束。

　　二、二极管激光器的分类

　　根据不同的应用和工作方式，二极管激光器可以进行多种分类。以下是几种常见的二极管激光器分类：

　　2.1 按波长分类

　　根据激光器的发光波长，二极管激光器可以分为可见光二极管激光器和红外光二极管激光器。可见光二极管激光器主要发射可见光，适用于显示、照明和医疗等领域。红外光二极管激光器则发射红外光，广泛用于通信、遥感和工业加工等领域。

　　2.2 按输出功率分类

　　根据二极管激光器的输出功率，可以将其分为低功率二极管激光器和高功率二极管激光器。低功率二极管激光器常用于光通信、显示和医疗等领域，而高功率二极管激光器主要应用于工业加工、雷达和材料处理等领域。

　　2.3 按应用领域分类

　　根据不同的应用需求，二极管激光器可以进行多种应用领域的分类。例如，通信领域常用的有纤维光源、光放大功率二极管激光器、光纤激光器等；医疗领域常用的有激光治疗仪、激光手术刀等；工业加工领域常用的有切割激光器、焊接激光器等。每个应用领域都对二极管激光器的特性和性能有不同的要求，因此针对不同的应用需求有专门设计的二极管激光器。

　　三、二极管激光器的主要参数

　　二极管激光器的性能和特性可以通过多个参数来描述。以下是几个主要的二极管激光器参数：

　　3.1 输出功率

　　输出功率是指二极管激光器产生的激光束的功率大小。它通常以毫瓦（mW）为单位表示，并且根据不同的应用需求，可以有不同的功率范围选择。

　　3.2 发射波长

　　发射波长是指二极管激光器所发出的光的波长，通常以纳米（nm）为单位表示。不同的应用领域对于波长有不同的需求，因此选择适当的发射波长对于实现特定应用非常重要。

　　3.3 光束质量

　　光束质量是指二极管激光器输出的激光束的聚焦能力和稳定性。它通常由光束的发散角和模式品质参数来描述，对于精密加工和高精度测量等应用至关重要。

　　3.4 效率

　　效率是指二极管激光器将输入电能转化为输出光能的比例。高效率的二极管激光器可以减少能源消耗和热量产生，提高设备的稳定性和可靠性。

　　3.5 温度特性

　　温度特性描述了二极管激光器在不同温度下的性能表现。它包括温度系数、阈值电流和工作温度范围等参数，对于保持二极管激光器的稳定性和可靠性具有重要意义。


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TVS二极管和齐纳二极管的区别
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TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本 应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳 二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样 的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部 分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值 被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使 用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部 分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的 电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因 此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时 的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用 途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至 电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪 涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电 流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不 会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该 项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参 数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是 保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛， 还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。
2025-07-10 15:01 reading：350
如何避免二极管过载
行业新闻

如何避免二极管过载

　　如何避免二极管过载?　　二极管作为电路中的基础元件，其过载可能导致性能下降甚至烧毁。以下从选型、安装、保护设计及散热四方面提供实用解决方案：　　1.精准选型匹配需求　　根据电路特性选择二极管类型：高频电路优先选用肖特基二极管(低反向恢复时间);高压场景采用快恢复二极管;大电流环境需考虑功率二极管。　　核对关键参数：正向电流(IF)需预留20%以上余量，反向耐压(VRRM)应高于电路最大电压的1.5倍，避免长期运行在极限值。　　2.规范安装降低风险　　焊接控制：手工焊接时温度≤260℃，时间<3秒，避免高温导致PN结损伤;自动贴片机需设置预热坡度，防止热冲击。　　引脚处理：高频电路中引线长度应<5mm，必要时采用镀金引脚或绞合线降低电感效应;反向安装二极管可能导致极性错误，需严格按丝印标识操作。　　3.多级保护限制过流过压　　电流限制：串联电阻需按公式R=(Vsupply-Vd)/If计算(Vd为二极管正向压降)，例如12V转5V电路中，若If=1A，需串联7Ω电阻;对敏感电路可并联自恢复保险丝(PPTC)实现过流自保护。　　电压箝位：并联双向TVS二极管时，其击穿电压应略高于电路工作电压峰值(如12V系统选15V TVS)，可抑制ESD或雷电感应脉冲。　　4.热管理与布局优化　　散热设计：功率二极管必须加装散热片，材料推荐铝合金(导热系数200W/m·K)，接触面涂抹导热硅脂(热阻<0.1℃·cm²/W);　　PCB布局：高功率二极管周围保留≥2mm禁布区，避免与发热元件(如MOS管)相邻;多二极管并联时采用镜像布局，保证电流均流。　　5.电路级预防措施　　参数监控：在关键电路中串联采样电阻，通过运放构建过流检测电路，触发后切断电源或启动限流模式;　　冗余设计：对不可修复场景(如航空航天)，可采用N+1二极管并联备份，单管失效时负载自动分配至健康管。　　示例场景：在开关电源设计中，选用600V/10A快恢复二极管，串联1Ω水泥电阻限流，并联1.5KE200CA型TVS管，配合L型散热片(尺寸50×30×10mm)，实测在满载40℃环境下连续工作1000小时，壳温稳定在65℃以下，未出现性能衰减。　　通过系统化的选型、安装规范及保护设计，可有效延长二极管使用寿命，提升电路可靠性。
2025-06-09 14:21 reading：495
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