光盤技術(shù)01--資料下載頁
2025-08-04 14:13本頁面
【正文】 特性：（22特性）。將圖中電流急劇上升時的電流值稱為門限電流Ith，超過這個值就開始激光振蕩，門限值電流隨溫度上升，其關(guān)系如式（131）所式，其中TI是結(jié)合溫度,T0是被稱為特性溫度的常數(shù)。根據(jù)品種不同T0的取值約在5о～200оK，T0的值越小，門限電流的溫度依賴性越大。在使用半導(dǎo)體激光器時，了解IL特性隨溫度變化的情況是非常重要的。在激光振蕩區(qū)域中，每單位驅(qū)動電流的光輸出的平均增加值稱為微分效率，表示振蕩效率的高低，微分效率高的元件在特性方面十分優(yōu)良，但這樣的元件在微弱的過壓電流下，也很容易被損壞，因此必須加以注意。 超過門限值電流后，希望電流與輸出呈直線關(guān)系，當(dāng)輸出增加時，曲線上會出現(xiàn)彎曲，是決定半導(dǎo)體激光器輸出的使用界限的一個重要因素。 產(chǎn)生彎曲時最大的障礙就是橫模式的不穩(wěn)定，為達到橫模式的穩(wěn)定，采用了各種帶狀（strip）結(jié)構(gòu)，但輸出增加模式就會變化。在不同的場合下，高次的模式開始產(chǎn)生振蕩，從而產(chǎn)生光點的移動、分裂，半導(dǎo)體激光器前后方的輸出不成比例，射束的出射方向發(fā)生改變，出現(xiàn)噪音和象散隔差等問題，使激光不能很好地聚光，因此在使用是為避免產(chǎn)生彎曲，在使用方法上應(yīng)考慮在經(jīng)時變化、溫度變化方面留有充分的余量。 另外還有一些產(chǎn)生非直線性的原因，(b)中所示的微分特性中尖銳而微小的彎曲是隨縱模式的跳變而發(fā)生的輸出變化。對于元件上加載的單位電力的結(jié)合溫度上升率高（熱阻），特性溫度T0小的半導(dǎo)體激光器，由于發(fā)熱，IL特性是向上凸起的緩慢變化的曲線。 （ⅶ）噪音特性：半導(dǎo)體激光器的噪音有如前所述的縱模式跳變時產(chǎn)生的噪音（稱為模式跳動噪音）和由反光引起振蕩模式變化的反光噪音。通常定義R/N（相對噪音強度）為表示噪音大小的量。如式（132）所示其中P是光輸出的DC成分，ΔP是AC成分，Δf是測定帶區(qū)域的寬度。通常希望在光盤驅(qū)動器中，R/N約為1011～1012以下。 ，隨溫度變化而測得的模式跳變噪音的情況。反光噪音隨反光的光量及到反射點的距離的變化，而呈一種復(fù)雜的狀態(tài)。(b)顯示了反光少的情況，（c）顯示了反光多的情況。由圖可知，當(dāng)光的返回率大時，噪音將極度減少，(d)顯示了用高頻調(diào)制的多模式化的情況，由圖可見噪音也變少了。在設(shè)計光盤驅(qū)動器時，必須充分考慮到以上所述的半導(dǎo)體激光器的噪音問題。 （ⅷ）可靠性：讓半導(dǎo)體激光器長時間維持一定的輸出進行工作，則慢慢地，工作電流就會增加，最后停止振蕩，即半導(dǎo)體激光器的壽命是有限的，其壽命隨周圍溫度、工作電流、光輸出等條件而變化。使用時結(jié)合部的溫度與壽命有密切的關(guān)系，溫度升高壽命呈指數(shù)縮短，因此必須注意盡量在低電流下使用和充分的散熱。 半導(dǎo)體激光器工作時，電源的ONOFF產(chǎn)生的過壓電流，會損壞元件或雖未損壞但給元件造成損傷使壽命極度縮短，因此必須注意使過壓電流不要超過元件的最大標(biāo)稱值。 靜電引起的瞬間過電流也會造成損壞或壽命縮短，所以應(yīng)采用機械性接地措施。 （4）光電二極管的原理 光電二極管（Photo Diode,PD）用于檢出與光盤上記錄的符號對應(yīng)的激光的反射光和檢出激光光點的聚焦控制信號及跟蹤控制信號，所以需能夠高速高精度地檢出激光的光量變化、射束形狀等信息。為了檢出這些信息，需采用將受光部分割（4分割或6分割）集成的結(jié)構(gòu)。 光盤用的受光元件采用的是高速的針式光電二極管（Pin PD），這種受光元件具有以下特性：① 在激光波長區(qū)域中靈敏度高② 暗電流少③ 隨濕度產(chǎn)生的特性變化?、?響應(yīng)性好⑤ 直線性好⑥ 動態(tài)范圍廣⑦ 具有很寬的定向性⑧ 受光部件之間的信號分離度高⑨ 靈敏度的均一性良好⑩ 可靠性高 首先說明一下光電二極管的基本結(jié)構(gòu)——PN結(jié)。在硅的單晶中摻入適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)，就可使其一部變?yōu)镻型半導(dǎo)體，相鄰接的另一部分變?yōu)镹型半導(dǎo)體，稱之為PN結(jié)。一般認(rèn)為，在同一個晶體中，即使存在一部分空穴多一部分電子多的情況，隨著擴散，最后也變化一樣的了。但實際并不是這樣，現(xiàn)在來看一下P型和N型的結(jié)合部，從P型向N型擴散的空穴和從N型向P型擴散的電子在這里結(jié)合，在附近形成了一個幾乎沒有電子與空穴的耗盡層。另外用于形成P型和N型半導(dǎo)體的不同的雜質(zhì)原子幾乎是不動的，這些雜質(zhì)原子所帶的電荷不能被中和而保留在半導(dǎo)體中，形成P型半導(dǎo)體的雜質(zhì)原子帶負(fù)電荷，形成N型半導(dǎo)體的原子帶正電荷。由這種空間電荷形成了電位差，這種電位差妨礙了空穴和電子向?qū)?yīng)的領(lǐng)域移動，也就是說由于這種電位差，P型半導(dǎo)體中的空穴不能向N型方向移動，N型半導(dǎo)體中的電子也同樣如此，用導(dǎo)線將N型和P型部分連接起來電流也不會流動，即在分界面附近好象形成了一個運載電流的電子或空穴數(shù)量很少的絕緣體。 ，由受光面一側(cè)的P型部分和基底一側(cè)的N型部分形成PN結(jié)，同圖中的（b）顯示了其電子能級，光電二極管被光照射后，晶體中的電子被激勵，當(dāng)其光能比禁止帶寬大時，位于低級能帶的電子就會上跳到高能帶中，在低能帶中造成空穴，這種電子空穴對在P型部分、耗盡層和N型部分均會產(chǎn)生。在由PN結(jié)的電位差產(chǎn)生的電場的作用下，耗盡層中的電子和空穴分別向N型和P型部分加速移動，N型部分產(chǎn)生的電子空穴對中電子被留在N型的高能帶中，空穴則由N型部分?jǐn)U散到PN結(jié)，被加速后集中到P型部分的低能帶中，這種與入射光量成比例產(chǎn)生的電子空穴對，各自聚集在N型和P型部分，使NP型部分帶正電，N型部分帶負(fù)電，這時如果將P型和N型部分之間用導(dǎo)線連接，則會有電流流動，這時因為電子從N型部分、空穴從P型部分，分別向?qū)Ψ降碾姌O擴散的結(jié)果，也就是被光照射后，會出現(xiàn)與其成比例的電流。（1）10
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