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标题: 新手急问:为什么有的激光二极管不能工作零度以下? [打印本页]

作者: faywalker 时间: 2004-12-16 10:21
标题: 新手急问:为什么有的激光二极管不能工作零度以下?

我查了些资料,强调的都是pn结在工作中温度会升高,对功率,波长都有不利的影响,而降低温度可以提高效率.那为什么以前的光模块的工作温度好多都在零度以上呢?我看到HP几年前的产品手册,大部分光模块的工作范围是0~+80,好像高温还容易些.毕竟北方地区的温度是可以达到零下几十度吧.现在采用了什么技术,应该不是用TEC进行双向温控吧?听说光模块在低温下容易启动不了?

这个问题可能很低级,可查了很多资料都没有说低温的不利影响,希望有前辈解惑.

作者: faywalker 时间: 2004-12-16 10:28

在低温下,LD的效率高的多,是不是造成输出功率过大,把LD烧了啊?

胡乱猜想,呵呵

作者: annespring 时间: 2004-12-16 16:37

在低温下，LD在通上电流的情况下，其出光时间应该会比相对高温的时候来得慢些？

这到底是什么原因？

作者: faywalker 时间: 2004-12-16 20:10

以下是引用annespring在2004-12-16 8:37:28的发言：
在低温下，LD在通上电流的情况下，其出光时间应该会比相对高温的时候来得慢些？

这到底是什么原因？

这里的出光时间晚大概是多久呢?几秒?

作者: 激光电源 时间: 2004-12-16 20:33

应该是管子的问题，不适合在低温下工作，国外的军品管子我们无法购买，而有些工业级的激光管不错，可以使用，但是可能投入太大，需要筛选。实在不行，只能牺牲体积了，使用双向温控吧。

作者: faywalker 时间: 2004-12-16 20:45

以下是引用激光电源在2004-12-16 12:33:19的发言：
应该是管子的问题，不适合在低温下工作，国外的军品管子我们无法购买，而有些工业级的激光管不错，可以使用，但是可能投入太大，需要筛选。实在不行，只能牺牲体积了，使用双向温控吧。

我现在很迷惑的就是为什么LD在低温下会有问题，现在－40℃的光模块在国内也能买到，到底是哪方面的原因使得以前的光模块的工作范围是在0℃～＋85℃，而不是－40℃～＋85℃呢？别笑话我，我刚开始学习激光。

作者: donkey 时间: 2004-12-16 21:06

一般工业级的都有温度要求的，买的时候注意就可以了。

作者: faywalker 时间: 2004-12-16 21:57

以下是引用donkey在2004-12-16 13:06:55的发言：
一般工业级的都有温度要求的，买的时候注意就可以了。

作者: faywalker 时间: 2004-12-16 22:14

上面的回复不知道为什么没贴出来，这里再贴一次！

呵呵，管理员都现身了，谢谢几位前辈！

我是想了解下LD工作在低于低温范围时到底会发生什么变化，书上只泛泛的说了影响寿命。

还有就是现在光模块很多都可以工作在－40℃了，但以前的光模块低温启动都启动不了，这里面是用了什么技术呢？

如果回答这些问题太费事，能帮我推荐一本介绍了这方面知识的书吗？我查了很多书都没说这方面的内容，大不了说下高温的时候会影响寿命，性能变差，所以要致冷，就是没的说低温到底对光模块有什么影响。

作者: tw 时间: 2004-12-16 22:27
大概可以从半导体材料发光机理上说起，温度太低，需要激发的电压是不是要求高些？过高的电压导致器件老化快些？

作者: ananll 时间: 2004-12-16 23:15
应该是可以工作在低温的，但温度太低，需要的甭埔就要大，成本就要高。如果你需要它必须工作在低温，那就选你需要的管子就行了。

作者: faywalker 时间: 2004-12-17 05:12

LD工作在低温时，需要的泵涌功率要大。也就是为了使有源区发生粒子数反转，外加的正向偏置电压要大。本来工作范围是0℃~+80℃的光模块，本身提供的偏压达不到，就会造成在低温下无法激发。即便提供偏压的动态范围够大，勉强能够激发，但因为长期工作在高偏压状态下，会降低LD的寿命。

我这样总结的对不对呀？终于明白一些了，我开始还以为使低温下发光功率太高把二级光的发射面烧了呢，呵呵。

多谢！

作者: ananll 时间: 2004-12-17 06:13

楼上说的有道理，俺同意

作者: annespring 时间: 2004-12-17 16:26

以下是引用annespring在2004-12-16 8:37:28的发言：
在低温下，LD在通上电流的情况下，其出光时间应该会比相对高温的时候来得慢些？

这到底是什么原因？

这里的出光时间晚大概是多久呢?几秒?

大概晚3秒左右

作者: faywalker 时间: 2004-12-17 18:07

再问一下：工作在－40℃～＋85℃的光模块相对于工作在0℃～＋85℃的光模块改进了什么呢？比如说偏压电路，或者减少LD的有源区厚度？还是其他的东东呢。

作者: x_arse 时间: 2004-12-21 21:57

我认为激光器不能工作在0℃下,是因为结构发生改变,影响耦合效率(LD)或泵涌效率(DPSSL),这和结构的材料选用有关.如果激光器要工作在-45℃～＋85℃(野外条件),结构材料一定要选CTE低的.请各位大虾指教.

作者: laserer 时间: 2004-12-22 05:27
可以工作在零下。目前来讲，如果进一步提高出光功率，方法之一就是采用特殊冷却结构降低工作LD结温，但这种结构复杂，成本很高，因此产品也巨贵。LD不能在很大的温度范围内工作是因为封装材料的CTE（即热膨胀系数）不一样，当温度变化很大时造成结区形变而损坏器件。

作者: haolq2000 时间: 2004-12-22 17:59

想问一下，低温下工作，是不是会影响LD 的出光功率，即，额定工作电流下，得不到额定光功率。

另外，是不是不同波长的LD 对温度的敏感程度差别也非常大？

作者: faywalker 时间: 2004-12-23 01:12

我回答18楼的：在低温下LD的阀值电流小，发光效率高，输出相同的光功率所需的电流比高温时要小。

另外我还有个问题：LD由于原材料的温度特性不一致，导致在低温下发生对光错位。请问对光错位是怎么一回事，能详细解释下吗？对光错位是由什么引起的呢？是低温下LD的反射镜面不平还是谐振腔变形了呢？

作者: laserer 时间: 2004-12-23 07:13
再深入就不懂了。

作者: ananll 时间: 2004-12-23 19:19
19楼的那不应该叫光错位，应该是蓝移。温度低导致禁带宽度变大，使输出的谱线向短波方向（也就是蓝光方向）移动。

作者: faywalker 时间: 2004-12-24 00:03
回21楼，蓝移是光的波长变短，但还是会发光啊，跟低温下光模块不发光不是一回事吧？

作者: x_arse 时间: 2004-12-24 02:18
回22楼,蓝移(或红移)对固体激光器影响比较大,一般是0.3nm/C,如果波长移出了晶体的吸收范围,他当然不出光了,你说的光模块是不是指收发一体模块?如是,我想是因为耦合结构改变造成的吧.不知说的对不对?

作者: ljs 时间: 2005-1-13 23:31

激光二极管670nm，发散度较大，带状光斑，不知如何做到压缩、准直？

l2004js@yahoo.com

作者: tomatolj 时间: 2005-1-27 02:23
我认为低的温度下ld本身是没有问题的，可能是整体模块的一些参数配合上有问题，也可能是模块内部其它材料对温度的要求。另外所说高偏压情况下会导致ld的老化应该也说不通吧，因为高低是一个相对概念既然不够激励就不能说高，而且似乎ld的内部材料对稍高一点的电压也并不感冒。希望高手指点。

作者: annespring 时间: 2005-1-30 17:38
好象在10度左右就有问题

作者: 鸥克 时间: 2005-7-21 00:05
好像还会影响输出光的波长的

作者: annespring 时间: 2005-7-21 00:54

[B]以下是引用[I]faywalker[/I]在2004-12-16 2:21:38的发言：[/B][BR]
我查了些资料,强调的都是pn结在工作中温度会升高,对功率,波长都有不利的影响,而降低温度可以提高效率.那为什么以前的光模块的工作温度好多都在零度以上呢?我看到HP几年前的产品手册,大部分光模块的工作范围是0~+80,好像高温还容易些.毕竟北方地区的温度是可以达到零下几十度吧.现在采用了什么技术,应该不是用TEC进行双向温控吧?听说光模块在低温下容易启动不了?
这个问题可能很低级,可查了很多资料都没有说低温的不利影响,希望有前辈解惑.

几乎所有的国产都不能工作在这个温度范围，最好的工作温度在10~35度

作者: Raytress 时间: 2005-7-21 11:21
低温下, 封装LD 的材料特性变化大, 使得LD原有的工作特性破坏.
LD 在液氮制冷下工作, 波长更短. 只要封装问题解决了, 低温更有利LD.

作者: redbaby 时间: 2005-7-21 17:41
水冷的激光器，易结冰。会把LD模块涨坏！风冷不会！

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