Atšķirība starp LD VCSEL un LED

Feb 27, 2024

Atstāj ziņu

Izmantotie avotu veidi ir gaismas diodes, lāzeri, Fabry-perot (FP) lāzeri, sadalītās atgriezeniskās saites (DFB) lāzeri un vertikālās dobuma virsmas izstarojošie lāzeri (VCSEL). Visas pārveido elektriskos signālus optiskajos signālos, taču citādi tās ir diezgan atšķirīgas ierīces. Visas trīs ir niecīgas pusvadītāju ierīces (mikroshēmas), kas patiešām ir smilšu graudu lielumā. Gaismas diodes un VCSEL ir izgatavotas uz pusvadītāju plāksnēm tā, lai tās izstaro gaismu no mikroshēmas virsmas, savukārt fp un DFB lāzeri izstaro no mikroshēmas sāniem no lāzera dobuma, kas izveidots mikroshēmas vidū.

LEDs-lasers

 

Lāzeri un gaismas diodes ir diezgan atšķirīgas ierīces, kā redzams šajā diagrammā par to gaismas jaudu kā piedziņas strāvas funkciju. Gaismas diodes ir vienkārši izstarotāji, kas rada lielāku gaismas atdevi, palielinoties piedziņas strāvai, līdz lielākas strāvas tās sasilda un to gaismas jauda samazinās, ierobežojot kopējo jaudu. Lāzeri sāk darboties kā gaismas diodes, ģenerējot vairāk gaismas ar lielāku piedziņas strāvu, bet gaisma ir ierobežota nelielā pusvadītāju mikroshēmā, ko sauc par lāzera dobumu, horizontāli mikroshēmas iekšpusē lielākajai daļai lāzeru, bet vertikāli VCSEL Tāpat kā visi lāzeri, vienreiz lāzera dobumā tiek ģenerēts noteikts gaismas daudzums, ierīce kļūst par "lāzeru" - akronīms vārdam "gaismas pastiprināšana ar stimulētu starojuma emisiju". Kad ierīce sasniedz noteiktu strāvas līmeni, tā pārsniedz lāzera slieksni, un gaismas jauda kļūst daudz lielāka, nedaudz palielinoties strāvai.

LI līknes palīdz parādīt, kāpēc lāzeriem ir lielāks joslas platums nekā gaismas diodēm. Gaismas diodes tiek modulētas augstākos strāvas diapazonos, lai ieslēgtu un izslēgtu gaismas izvadi. Lāzeri tiek novirzīti pie sliekšņa, pēc tam modulēti ar nelielām strāvas izmaiņām, lai iegūtu lielas gaismas jaudas izmaiņas. Lāzeru mazākais izmērs arī atvieglo to ātrāku modulēšanu. Parasti gaismas diodes ir ierobežotas līdz vairākiem simtiem megabitu sekundē, savukārt lāzeri ir piemēroti 25-50 gigabitu sekundē saitēm, ja tie ir modulēti. (Lielāks bitu pārraides ātrums ir iespējams, ja lāzers ir visu laiku ieslēgts (CW) un modulē to ārēji.

L-I curve

 

Gaismas diodēm ir daudz mazāka jauda nekā lāzeriem, un to lielākais, atšķirīgais gaismas staru kūļa modelis padara tos grūtāk savienot ar šķiedrām, parasti ierobežojot to izmantošanu ar daudzmodu šķiedrām. Gaismas diodēm ir daudz mazāks joslas platums nekā lāzeriem, un tās ir ierobežotas ar sistēmām, kas darbojas līdz aptuveni 250 MHz vai aptuveni 200 Mb/s.

Lāzeriem ir mazāka, stingrāka gaismas jauda, ​​un tie ir viegli savienoti ar vienmoda šķiedrām, padarot tos ideāli piemērotus liela attāluma ātrgaitas saitēm. Lāzeriem ir ļoti liela joslas platuma iespēja, lielākā daļa no tām ir noderīgas, ja ir krietni virs 10 GHz vai 10 Gb/s.

VCSEL ir dīvaina ierīce. Viņi izmanto pusvadītāju izgatavošanas trikus, lai mikroshēmā izveidotu vertikālu lāzera dobumu, lai gaisma izplūstu no augšas, padarot to viegli savienojamu ar šķiedru. Bet ierīces struktūra ir bijusi iespējama tikai ~ 850 nm avotiem, kuru viļņa garums tiek izmantots daudzmodu šķiedrai.

To ražošanas metožu dēļ gaismas diodes un VCSEL ir lēti izgatavotas. Lāzeri ir dārgāki, jo lāzera dobuma izveidošana ierīces iekšpusē ir grūtāka. Mikroshēma ir jāatdala no pusvadītāja plāksnītes un katrs gals jāpārklāj, pirms lāzeru var pat pārbaudīt, vai tas ir labs.

spectrum
Gaismas diodes un VCSEL spektrālās izejas salīdzinājums, abiem ar centra viļņa garumu aptuveni 850 nm.

Vēl viena liela atšķirība starp gaismas diodēm un abu veidu lāzeriem ir spektrālā izeja. Gaismas diodēm ir ļoti plaša spektrālā jauda, ​​kas izraisa to hromatisku izkliedi šķiedrā, savukārt lāzeriem ir šaura spektrālā jauda, ​​kas cieš no ļoti mazas hromatiskās dispersijas. Daudzmodu šķiedrā gaismas diožu joslas platumu ļoti ierobežo hromatiskā izkliede, jo tā ir liela spektra platuma dēļ (gaisma ar gariem viļņu garumiem pārvietojas ātrāk nekā gaisma pie īsākiem viļņu garumiem, izraisot izkliedi). Tas palielina VCSEL priekšrocības lielāka ātruma tīklos.

 

Laipni lūdzam sazināties ar mums, lai iegūtu sīkāku informāciju:

Whatsapp/Skype/Wechat: 0086 181 5840 0345

Email: info@brandnew-china.com