Skirtumas tarp LD VCSEL ir LED

Feb 27, 2024

Palik žinutę

Naudojami šaltinių tipai: šviesos diodai, lazeriai, fabry-perot (FP) lazeriai, paskirstyto grįžtamojo ryšio (DFB) lazeriai ir vertikalių ertmių paviršių spinduliuojantys lazeriai (VCSEL). Visi paverčia elektrinius signalus į optinius signalus, bet kitaip yra gana skirtingi įrenginiai. Visi trys yra mažyčiai puslaidininkiniai įtaisai (lustai), iš tikrųjų smėlio grūdelių dydžio. Šviesos diodai ir VCSEL yra pagaminti ant puslaidininkinių plokštelių taip, kad jie skleistų šviesą iš lusto paviršiaus, o fp ir DFB lazeriai spinduliuoja iš lusto šono iš lazerio ertmės, sukurtos lusto viduryje.

LEDs-lasers

 

Lazeriai ir šviesos diodai yra gana skirtingi įrenginiai, kaip matote iš šios diagramos apie jų šviesos srautą kaip pavaros srovės funkciją. Šviesos diodai yra paprasti skleidėjai, kurie generuoja daugiau šviesos, nes pavaros srovė didėja, kol didesnės srovės juos įkaista ir jų šviesos galia mažėja, o tai riboja bendrą galią. Lazeriai pradeda veikti kaip šviesos diodai, generuodami daugiau šviesos su didesne pavaros srove, tačiau šviesa yra apribota mažose puslaidininkio lusto vietose, vadinamose lazerio ertme, horizontaliai lusto viduje, daugumai lazerių, bet vertikaliai VCSEL, kaip ir visi lazeriai, vieną kartą Lazerio ertmėje sukuriamas tam tikras šviesos kiekis, prietaisas tampa „lazeriu“ – akronimu, reiškiančiu „šviesos stiprinimas skatinant spinduliuotę“. Kai prietaisas pasiekia tam tikrą srovės lygį, jis peržengia lazerio slenkstį, o šviesos srautas tampa daug didesnis, mažai padidėjus srovei.

LI kreivės padeda parodyti, kodėl lazerių pralaidumas didesnis nei šviesos diodų. Šviesos diodai yra moduliuojami didesniais srovės diapazonais, kad įjungtų ir išjungtų šviesos srautą. Lazeriai yra pakreipti ties slenksčiu, tada moduliuojami mažais srovės pokyčiais, kad būtų gauti dideli šviesos srauto pokyčiai. Dėl mažesnio dydžio lazerių taip pat lengviau juos greičiau moduliuoti. Paprastai šviesos diodai yra ribojami iki kelių šimtų megabitų per sekundę nuorodų, o lazeriai yra tinkami 25-50 gigabitų per sekundę nuorodoms, kai jie yra tiesiogiai moduliuojami. (Didesnis bitų greitis įmanomas, kai lazeris įjungtas visą laiką (CW) ir moduliuojamas iš išorės.

L-I curve

 

Šviesos diodai turi daug mažesnę galią nei lazerių, o dėl didesnio, skirtingo šviesos išvesties pluošto modelio juos sunkiau sujungti į pluoštus, todėl paprastai juos galima naudoti su daugiamodiais pluoštais. Šviesos diodai turi daug mažesnį dažnių juostos plotį nei lazeriai ir apsiriboja sistemomis, veikiančiomis iki maždaug 250 MHz arba maždaug 200 Mb/s.

Lazeriai turi mažesnę, griežtesnę šviesos galią ir yra lengvai prijungiami prie vienmodžių skaidulų, todėl jie idealiai tinka ilgo nuotolio didelės spartos jungtims. Lazeriai turi labai didelį pralaidumą, dauguma jų yra naudingi esant gerokai didesniam nei 10 GHz arba 10 Gb/s.

VCSEL yra keistas įrenginys. Jie naudoja puslaidininkių gamybos gudrybes, kad sukurtų vertikalią lazerio ertmę luste, kad šviesa išeitų iš viršaus, todėl ją būtų lengva sujungti į pluoštą. Tačiau įrenginio struktūra buvo įmanoma tik ~ 850 nm šaltiniams, o bangos ilgis naudojamas daugiamodėms skaiduloms.

Dėl jų gamybos metodų šviesos diodai ir VCSEL yra pigūs. Lazeriai yra brangesni, nes sukurti lazerio ertmę įrenginio viduje yra sudėtingiau, lustas turi būti atskirtas nuo puslaidininkinės plokštelės ir kiekvienas galas padengtas, kad būtų galima net išbandyti lazerį, kad įsitikintumėte, ar jis geras.

spectrum
Šviesos diodo ir VCSEL, kurių abiejų centrinis bangos ilgis yra apie 850 nm, spektrinės išvesties palyginimas.

Kitas didelis skirtumas tarp šviesos diodų ir abiejų tipų lazerių yra spektrinė išvestis. Šviesos diodai turi labai platų spektrinį išėjimą, dėl kurio jie patiria chromatinę dispersiją skaiduloje, o lazerių spektrinė galia yra siaura, dėl kurios chromatinė dispersija yra labai maža. Daugiamodėse skaidulose šviesos diodų pralaidumą labai riboja chromatinė dispersija dėl didelio spektro pločio (ilgesnio bangos ilgio šviesa sklinda greičiau nei šviesa trumpesnio ilgio bangomis ir sukelia sklaidą). Tai padidina VCSEL pranašumą didesnio greičio tinklams.

 

Sveiki, susisiekite su mumis dėl išsamesnės informacijos:

Whatsapp/Skype/Wechat: 0086 181 5840 0345

Email: info@brandnew-china.com