технология ЛД, принципы, ограничения

Тема в разделе 'Лазерные диоды', создана пользователем Shah, 23 сен 2009.

  1. Shah

    Shah Пользователь

    есть несколько вопросов по сабжу, гуглить пробовал, но внятной инфы на русском мало

    - ограниченность по длинам волн
    с чем связана? ведь полупроводниковых материалов не мало, да и наверное можно легирующие примеси юзать (или нет)?

    - почему мощные ЛД делают в виде линеек? ведь если расположить кристаллики скажем по периметру квадрата или многогранника - фокусировать проще будет

    - что мешает делать длинные кристаллы - чтоб безо всяких коллиматров лучек получался?

    - почему так дорого? ведь разница в технологии в сравнении с другими п/провдниками не такая большая (или такая)? или тут чисто экономический причины

    - тот-же вопрос относительно кристалликов лазерных, ладно я понимаю если там иаг, или ванадат какой-нить, но кдп можно вырастить хоть в стакане граненом и компоненты доступные? или опять экономика?
     
  2. luxor

    luxor Модератор Staff Member

    Помоему там чо-то связанно с тепловым расширением :?
    есть несколько вопросов по сабжу, гуглить пробовал, но внятной инфы на русском мало

    Религия не позволяет :D
     
  3. Ryazanec

    Ryazanec Модератор Staff Member

    Пофлужу - рыболовный магазин, лежат 2 катушки с виду одинаковые, у одной цена 250р у второй 750 р. спросил в чем разница - сказали ни в чем абсолютно, наклейки разные - одна от известной фирмы другая от неизвестной.

    тоесть наклейка стоила 500р. - почему так дорога стоит кусок самоклеющейся бумаги?

    Кстати диоды не такие уж и дорогие, производители CD-DVD ромов покупают их партиями большими и цена выходит сопоставимая с обычными светодиодами в розничной торговле.

    а теперь по теме.

    По длиннам волн... не так давно появились светодиоды цветов отличных от красного, жетого и зеленого, - было бы так всё просто они бы появились еще десятилетия назад на рынках. Белые же это чаще всего ультрафиолетовый ветодиод с люминофором.
    Допустим найдется полупроводник для изготовления зеленого и делтого лазера но нерентабельно это, а прототипы будут очень слабыми. Вот скажите - зачем желтый лазер? где он используется?


    В виде линеек - охлаждение, и всё в одном кристалле если так выразиться можно.
    По периметру квадрата, хм... идея то идеей но что вы сфокусируете в итоге? какоето подобие кольца но не точку, и оптика сложнее понадобится.
    Лучь от лазерного диода почти параллельный из за того что размер кристалла маленький, поэтому расходимость всегда будет, почитайте физику.



    Расходимость связана не только с длинной кристалла, обратите внимание на то что в разных плосткостях расходимость разная, и тут играет роль не продольное его сечение а поперечное - волновые явления почитайте и поймете.
    Что бы сделать лучь малорасходящимся то придется сильно увеличивать поперечное сечение кристлла, помимо увеличения длинны, само собой проще использовать стандартные методы, и твердотелку с накачкой.


    Дорого - это нам дорого достается.
    Но всеравно - возьмите и под микроскопом рассмотрите светодиод и лазерный, технология не одинаковая, тем более в лд есть полупроводниковые зеркала, они то и вылетают когда диод дохнет, тоесть кристалл может вытянуть больше гораздо а вот зеркала капут, а говорите технология...


    Про кристаллы - да растите , кто вам не дает, но сложно добиться правильной кристаллической решетки - поэтому кпд будет ничтожный, еще надо подобрать угол и отшлифовать кристалл, сделав 2 параллельные грани, отполировать торци.
    Напоминаю - кристаллы эти в промышленности растятся из расплавов
    и к тому же кристалл надо защитить, а то вода папала и кристалл растаял :D .


    А вообще это мировой заговор против вас, что бы с вас лично содрать побольше, спросите любого участника форума :D :D :D
     
  4. Shah

    Shah Пользователь

    а я разве говорю, что просто? вопрос - есть ли физические ограничения?

    а если нет? тем более что рентабельность тут вообще дело спорное, она больше от спроса зависеть будет, а не от технологии

    а таки где я говорил про жельтый? а чочо нащет ИК, например 1064 нм - заместо уаг-ов

    в точку сфокусируется, простой линзой... или это меня прет так

    почти паралельный? не знал что грани конуса градусов под 40 являетсю почти паралельными...
    собсна почитав физику и предложил длину резонатора увеличить - неужто не поможет?

    решетка она на то и кристаллическая, что при наличае чистых компонентов выстроится правильно сама по себе... почитайте химию

    мои расходы (на диодики и сопутствующее) порядка 1 кР, боюсь за ZOG, разорится :lol:

    ЗЫ. получается, что большая часть ограничений таки экономические - это радует
     
  5. INFERION

    INFERION Пользователь

    Огромный кристалл понадобится в сечении. Размер излучающего участка требуется почти такой же, как и диаметр коллимирующей линзы, чтоб получить требуемое расхождение. Ясень пень что это экономически не выгодно. А расходится там луч из-за дифракции. Излучающий участок очень мелкий. Приближается к длинне излучающей волны. Вот волны и разлетаются куда попало, как только проходят через границу разных сред (кристалл-воздух).
     
  6. ivasi

    ivasi Новичок

    К чему эти разговоры?
    Вырастите чистый KDP кристалл - судя по вашим комментам это вообще элементарно, разрежте его под нужным углом. Все это вам обойдется практически бесплатно, не считая стоимости реактива. То есть всегда можно вырастить новый, если очередной испортится.
    Заодно и нас научите.
     
  7. Ryazanec

    Ryazanec Модератор Staff Member

    а я разве говорю, что просто? вопрос - есть ли физические ограничения?

    Теоретически нет, но нерентабельно это, скажем проще золото добывать в шахтах а не методом бомбардирования свинца атомами (несколько молекул золота так получили)

    а если нет? тем более что рентабельность тут вообще дело спорное, она больше от спроса зависеть будет, а не от технологии-
    скажите есть ли спрос на желтые лазеры? на зеленые не спорю - есть (RGB проекторы и лазерные телевизоры к примеру), дело в том что они ни кому не нужны - вот и не разрабатывают их.

    а таки где я говорил про жельтый? а чочо нащет ИК, например 1064 нм - заместо уаг-ов

    Ик только линейки мощьные сделать могут, но теоретически можно найти материал под любую длинну волны, но видимо проще через уаг , так как еще ни кто не разработал.

    в точку сфокусируется, простой линзой... или это меня прет так

    вы хотите сказать линейку по стенке квадрата расположить или многоэтажной сделать?
    если по квадрату то получите квадрат вместо точки (вспоминайте физику, если расположить в фокусе тело не нулевого размера что получим? )

    если многоярусная система то как отводить тепло? не сильно мошьная будет вешь...

    почти паралельный? не знал что грани конуса градусов под 40 являетсю почти паралельными...
    собсна почитав физику и предложил длину резонатора увеличить - неужто не поможет?

    вот это разве не читали:
    а про расхождение - извините, не дописал тут :

    Лучь от лазерного диода после линзы почти параллельный из за того, что размер кристалла маленький, поэтому расходимость всегда будет, почитайте физику.

    решетка она на то и кристаллическая, что при наличае чистых компонентов выстроится правильно сама по себе... почитайте химию

    Да ладно, а где вы возьмете абсолютно чистую соль без примесей, специальную посуду, условия что бы небыло пыли, выдержка температурных условий - всё это портит структуру кристалличечкой решетке, химию читал, и кристаллы в школе когда учился растил, давно это было правда.
     
  8. Ryazanec

    Ryazanec Модератор Staff Member

    Это я и имел в виду, и расходимость в разных плоскостях разная так как кристал в сечении не квадратный а прямоугольный.
    Линза и нужна для того что бы собрать в пучек, но она собирает в пучек только из-за того что размер излучающего участка мал, и можно рассматривать как точечный источник света.

    К слову о увеличении кристалла - эти диоды и разрабатывали - нужны были миниатюрные размеры, незабываем где они используются в основном.
    увеличение кристалла там ненужно, может что бы и сделали, но разработка денег соит...

    Это мне всё напоминает историю с ручкой которая работает при нулевой гравитаци.

    Американци разрабатывали такую ручку для космоса, там нет гравитации и обычная писать не будет... в общем сделали они 6 таких ручек потратив 6 миллионов долларов...
    В России тоже встал вопрос о ручке и Русские стали....... использовать карандаш.
     
  9. suslox

    suslox Пушистикс Staff Member

    отвечу на пару вопросов:
    1. почему делают именно линейки? - потому что они чаще всего используютмся для накачки дпсс лазеров, а там фокус в точку не нужен...а режущие линейки подают луч сразу в оптоволокно
    2. твердотелы надежнее и думаю мощнее в импульсе.чем п/п...в них в принципе могут полететь лампы,но их проще заменить...а если полетела линейка, то до свидания
     
  10. Shah

    Shah Пользователь

    посоветуйте какую-нить свежую литературу по ЛД, особенно интересует 3 момента
    - применеямые материалы
    - длины волн (непосредственно с диодов, безо всяких дпсс)
    - область применения (может что новое появилось)
     
  11. Makaveli1993

    Makaveli1993 Пользователь

    Молекула золота... как интересно :lol: ну хоть 1 миллион из 250 мне достанется?(Нобелевская премия = 250000000)
    сорри за оффтоп

    Кстати правильная структура кристала зависит не только от чистоты реактивов;) Там влияет много факторов.
     
  12. мирон

    мирон Пользователь

    To Shah:

    - ограниченность по длинам волн
    с чем связана? ведь полупроводниковых материалов не мало, да и наверное можно легирующие примеси юзать (или нет)?

    Наверное, Вы правы. Сегодня, если потребуется, можно вырастить маломощный ЛД на любую длину волны . От УФ до ИК. Но некоторые длины волн, как неуловимый чёрный Джо. Никому нах... не сдались. Реально требуются ЛД на некоторые "популярные" лямбды. С получением некоторых - большие проблемы. Например: есть зелёные ЛД. В принципе. Но мощных (единиц Вт) нет и не предвидится. Поэтому Ti:Sp как качали II гармоникой Nd, так и качаем.

    - почему мощные ЛД делают в виде линеек? ведь если расположить кристаллики скажем по периметру квадрата или многогранника - фокусировать проще будет

    Насчёт проще - это Вы погорячились. Но сегодня дело линейками не ограничивается. Для мощной импульсной накачки широко применяются матрицы aka решётки. Смотреть здесь: http://www.inject-laser.ru/products/osc ... bpage1.ivp

    - что мешает делать длинные кристаллы - чтоб безо всяких коллиматров лучек получался?

    Кристаллы чего? Не понял.

    - почему так дорого? ведь разница в технологии в сравнении с другими п/провдниками не такая большая (или такая)? или тут чисто экономический причины

    Массовые ЛД (маломощные, для приводов и указок) стоят недорого. Мощные ИК-диоды для накачки твердотела - да, недёшево. НО: это нишевый продукт, не массовый. А если расуждать на тему " разница в технологии в сравнении с другими п/провдниками не такая большая", то не понял Вас совершенно. Какими другими? Это с кремнием? Так ЛД в отличие от кремниевого диода - сложнейшая эпитаксиальная структура, требующая для получения структуры других, намного более сложных (соответственно, дорогих)технологий.

    - тот-же вопрос относительно кристалликов лазерных, ладно я понимаю если там иаг, или ванадат какой-нить, но кдп можно вырастить хоть в стакане граненом и компоненты доступные? или опять экономика?

    А Вы попробуйте. тут в форуме люди делились своими результатами. У меня ощущения простоты отсутствует.
     
  13. мирон

    мирон Пользователь

    To Shah II

    "...а чочо нащет ИК, например 1064 нм - заместо уаг-ов"

    Да есть такое. Правда, не 1064, а 970-980 нм. LIMO предлагает диодные непрерывники с выходом в многомодовое волокно, до 200 вт непрерыва (если не ошибаюсь). Но такой подход имеет крайне ограниченную область применения. Во-первых, непрерыв (ну, квазинеперерыв). Никаких вам коротких (типичный Q-switched твердотел) импульсов с большой (мегаваттной) импульсной мощностью. Во-вторых, и, IMHO, это есть на сегодня самое главное: расходимость пучка у мощных ЛД говённейшая. Это в сегодняшней технологии неизлечимо. Поэтому проще накачать диодами кристалл и получить качественный пучок и нужные импульсные режимы, хотя система становиться сложнее/ дороже. Да и КПД накачки теряется.
     

Поделиться этой страницей