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レーザーダイオードとは?注入電流-光出力 (I-L) 特性

 

注入電流-光出力 (I-L) 特性とは?

下図が注入電流-光出力 (I-L) 特性です。
レーザーダイオードは増幅することで得られた利得 (Gain) が内部損失とミラー損失を上回ると発振します。すなわち発振電流閾値が存在します。
最大出力はキンク(電流-光出力直線の折れ曲がり)、COD(端面光破壊)、温度による熱飽和等で制限されます。

【注入電流 - 光出力 (I-L) 特性】
注入電流 - 光出力 (I-L) 特性
【レーザーダイオードの機能別用途例】
項目 記号 定義
閾値電流 Ith 図2のおいてAは自然発光領域、Bはレーザー発振領域に区別されます。
レーザー発振を開始する電流値が閾値電流です。
動作電流 Iop 定められた光出力を出すときに必要な順方向電流です。
動作電圧 Vop 定められた光出力を出す時の順方向電圧です。
微分効率 η 単位駆動電流あたりの光出力の増加量です。
レーザー発振領域での順電流に対する光出力直線の傾きを示します。
モニタ電流 Im 定められた光出力での内蔵フォトダイオードの出力電流です。

注入電流-光出力 (I-L) 特性: 測定方法

レーザーダイオードの光出力の測定には光パワーメータを使います。
光パワーメータの受光面にレーザー光の全光束が入射する様に受光面を設置します。
光パワーメータの受光面からの反射光がレーザーダイオードに戻らない様に受光面を光軸に対して5~20°傾けます。
I-L特性は順電流 (IF) と光出力 (PO) の関係を表し、閾値電流 (Ith) と動作電流 (Iop) を読み取ることが出来ます。
モニタ電流 (Im) はレーザーチップの後面から出射されたレーザー光を内蔵のフォトダイオードでモニタした時の出力電流です。

【測定イメージ】
測定イメージ

注:
これらの測定は温度に大きく左右されるので、レーザーダイオードに放熱板を取り付け、温度コントローラを使用してケース温度を制御した状態で測定します。

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