蓝光激光二极管的发光结构?
创始人
2025-10-30 16:35:34
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我们都知道蓝光激光二极管在日常生活中应用的十分广泛,很多人问其主要是靠什么发光的?主要的发光结构是啥,下面一起来看下吧。

蓝光激光二极管一般是基于氮化镓(GaN)材料体系做的,也就是我们常说的GaN系半导体。它的核心结构其实分几层,从下到上依次是:衬底层、N型层、量子阱层、P型层。这几层加在一起,就像一个“夹心饼干”,发光的秘密就藏在中间那层量子阱里。

先从底层说起

蓝光激光二极管通常用蓝宝石(Al₂O₃)或者SiC、GaN衬底**做基底。这个衬底的作用就是给整个晶体生长提供一个“地基”,让后面的材料能长得整齐、缺陷少。衬底的选择会影响到晶体质量,也会间接影响光的效率和寿命。现在高端一点的蓝光激光一般用GaN自支撑衬底,性能更稳,成本也更高。

再往上就是N型GaN层,这一层主要是导电用的,通过掺杂硅(Si)形成电子浓度高的区域,保证电子能顺畅地往发光区跑。

而在上方,有一层P型GaN层,它是掺镁(Mg)的,用来提供空穴(就是电子的“对头”)。当你通电的时候,电子从N型区往P型区跑,空穴反向运动,它们在中间那层多量子阱(MQW)结构里相遇、复合,就产生光子,也就是我们看到的激光。

那为什么叫“量子阱”呢?

简单理解,就是把电子和空穴关在一个很薄的区域里,让它们“更容易遇上”。这种结构可以大大提高复合效率,也能让发光波长更稳定。

还有一点比较关键的是光波导结构

激光要实现受激发射、形成谐振,就得有一个光腔。蓝光激光二极管一般在两端形成反射面一个高反,一个低反。当光子在腔内来回反射时,不断被放大,最终从低反面输出形成激光。这个结构就像一条极窄的通道,光在里面被“困住”,被迫变得非常集中,也因此亮度和能量密度都比普通LED高好几个数量级。

以上就是蓝光激光二极管的结构,如果你还有不懂的话,可以随时联系我们。

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