激光二極管的發(fā)光原理:激光二極管中的P-N結(jié)由兩個(gè)摻雜的砷化鎵層形成。它有兩個(gè)平端結(jié)構(gòu),平行于一端鏡像(高度反射面)和一個(gè)部分反射。要發(fā)射的光的波長(zhǎng)與連接處的長(zhǎng)度正好相關(guān)。當(dāng)P-N結(jié)由外部電壓源正向偏置時(shí),電子通過(guò)結(jié)而移動(dòng),并像普通二極管那樣重新組合。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí),光子被釋放。這些光子撞擊原子,導(dǎo)致更多的光子被釋放。隨著正向偏置電流的增加,更多的電子進(jìn)入耗盡區(qū)并導(dǎo)致更多的光子被發(fā)射。**終,在耗盡區(qū)內(nèi)隨機(jī)漂移的一些光子垂直照射反射表面,從而沿著它們的原始路徑反射回去。反射的光子再次從結(jié)的另一端反射回來(lái)。光子從一端到另一端的這種運(yùn)動(dòng)連續(xù)多次。在光子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于雪崩效應(yīng),更多的原子會(huì)釋放更多的光子。這種反射和產(chǎn)生越來(lái)越多的光子的過(guò)程產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的激光束。在上面解釋的發(fā)射過(guò)程中產(chǎn)生的每個(gè)光子與在能級(jí),相位關(guān)系和頻率上的其他光子相同。因此,發(fā)射過(guò)程給出單一波長(zhǎng)的激光束。為了產(chǎn)生一束激光,必須使激光二極管的電流超過(guò)一定的閾值電平。低于閾值水平的電流迫使二極管表現(xiàn)為L(zhǎng)ED,發(fā)出非相干光。出廠前進(jìn)行激光校準(zhǔn)與鎖定,使用中無(wú)需光路校準(zhǔn)。美國(guó)連續(xù)多脈沖激光破膜8細(xì)胞注射
激光二極管內(nèi)包括兩個(gè)部分:***部分是激光發(fā)射部分(可用LD表示),它的作用是發(fā)射激光,如圖12中電極(2);第二部分是激光接受部分(可用PD表示),它的作用是接受、監(jiān)測(cè)『LD發(fā)出的激光(當(dāng)然,若不需監(jiān)測(cè)LD的輸出,PD部分則可不用),如圖12中電極(3);這兩個(gè)部分共用公共電極(1),因此,激光二極管有三個(gè)電極。激光二極管具有體積小、重量輕、耗電低、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、調(diào)制方便、耐機(jī)械沖擊以及抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),但它對(duì)過(guò)電流、過(guò)電壓以及靜電干擾極為敏感,因此,在使用時(shí),要特別注意不要使其工作參數(shù)超過(guò)其最大允許值,可采用的方法如下:(1)用直流恒流源驅(qū)動(dòng)激光二極管。(2)在激光_極管電路上串聯(lián)限流電阻器,并聯(lián)旁路電容器。(3)由于激光二極管溫度升高將增大流過(guò)它的電流值,因此,必須采用必要的散熱措施,以保證器件工作在一定的溫度范圍之內(nèi)。(4)為了避免激光二極管因承受過(guò)大的反向電壓而造成擊穿損壞,可在其兩端反并聯(lián)上快速硅二極管。北京自動(dòng)打孔激光破膜8細(xì)胞注射激光破膜儀能在胚胎操作中,可對(duì)胚胎透明帶進(jìn)行精確的削薄或鉆孔。
導(dǎo)電特性圖7 激光二極管二極管**重要的特性就是單方向?qū)щ娦浴T陔娐分?,電流只能從二極管的正極流入,負(fù)極流出。下面通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的正向特性和反向特性。1·正向特性在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低電位端,二極管就會(huì)導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說(shuō)明,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí),二極管仍然不能導(dǎo)通,流過(guò)二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。
什么是激光破膜儀
激光破膜儀是一種先進(jìn)的科學(xué)儀器,通過(guò)發(fā)射激光作用于胚胎,利用其穿透性破壞胚胎的某些結(jié)構(gòu),從而協(xié)助胚胎完成特定的生長(zhǎng)發(fā)育階段或便于胚胎師對(duì)胚胎進(jìn)行精細(xì)操作。這種設(shè)備在輔助生殖技術(shù)中扮演著重要角色,特別是在處理高齡女性卵子透明帶過(guò)硬的問(wèn)題時(shí),具有***的優(yōu)勢(shì)。
激光破膜儀的適用情況
激光破膜儀并非***適用,而是針對(duì)特定情況的一種輔助手段。如反復(fù)種植失敗、透明帶厚度超過(guò)15μm、女方年齡≥38歲等情況,可以考慮實(shí)施輔助孵化。然而,對(duì)于大部分群體而言,并不需要輔助孵化,也不會(huì)影響胚胎的著床成功率。 在試管嬰兒技術(shù)中,對(duì)于一些透明帶變硬或厚度異常的胚胎,通過(guò)激光破膜儀進(jìn)行輔助孵化。
特色圖8 藍(lán)光激光二極管當(dāng)激光二極管注入電流在臨界電流密度以下時(shí),發(fā)光機(jī)制主要是自發(fā)放射,光譜分散較廣,頻寬大約在100到500埃(埃=10-1奈米,原子直徑的數(shù)量級(jí)就是幾個(gè)?!抵g。但當(dāng)電流密度超過(guò)臨界值時(shí),就開(kāi)始產(chǎn)生振蕩,***只剩下少數(shù)幾個(gè)模態(tài),而頻寬也減小到30埃以下。而且,激光二極管的消耗功率極小,以雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)激光為例,比較大的額定電壓通常低于2伏特,輸入電流則在15到100毫安之間,消耗功率往往不到一瓦特,而輸出功率達(dá)數(shù)十毫瓦特以上。激光二極管的特色之一,是能直接從電流調(diào)制其輸出光的強(qiáng)弱。因?yàn)檩敵龉夤β逝c輸入電流之間多為線性關(guān)系,所以激光二極管可以采用模擬或數(shù)字電流直接調(diào)制輸出光的強(qiáng)弱,省掉昂貴的調(diào)制器,使二極管的應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。激光破膜儀可以通過(guò)鼠標(biāo)或腳踏板啟動(dòng)激光發(fā)射。香港連續(xù)多脈沖激光破膜發(fā)育生物學(xué)
在關(guān)鍵參數(shù)方面,其激光功率可達(dá) 300mW 目標(biāo)處,且功率穩(wěn)定可靠。美國(guó)連續(xù)多脈沖激光破膜8細(xì)胞注射
DFB-LD多采用Ⅲ和Ⅴ族元素組成的三元化合物、四元化合物,在1550nm波段內(nèi),**成熟的材料是InGaAsP/InP。新型AIGaInAs/InP材料的研發(fā)日趨成熟,國(guó)際上*少數(shù)幾家廠商可提供商用產(chǎn)品。優(yōu)化器件結(jié)構(gòu),有源區(qū)為應(yīng)變超晶格QW。有源區(qū)周邊一般為雙溝掩埋或脊型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。有源區(qū)附近的光波導(dǎo)區(qū)為DFB光柵,采用一些特殊的設(shè)計(jì),如:波紋坡度可調(diào)分布耦合、復(fù)耦合、吸收耦合、增益耦合、復(fù)合非連續(xù)相移等結(jié)構(gòu),提高器件性能。生產(chǎn)技術(shù)中,金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積MOCVD和光柵的刻蝕是其關(guān)鍵工藝。MOCVD可精確控制外延生長(zhǎng)層的組分、摻雜濃度、薄到幾個(gè)原子層的厚度,生長(zhǎng)效率高,適合大批量制作,反應(yīng)離子束刻蝕能保證光柵幾何圖形的均勻性,電子束產(chǎn)生相位掩膜刻蝕可一步完成陣列光柵的制作。1550nmDFB-LD開(kāi)始大量用于622Mb/s、2.5Gb/s光傳輸系統(tǒng)設(shè)備,對(duì)波長(zhǎng)的選擇使DFB-LD在大容量、長(zhǎng)距離光纖通信中成為主要光源。同一芯片上集成多波長(zhǎng)DFB-LD與外腔電吸收調(diào)制器的單芯片光源也在發(fā)展中。研制成功的電吸收調(diào)制器集成光源,采用有源層與調(diào)制器吸收層共用多QW結(jié)構(gòu)。調(diào)制器的作用如同一個(gè)高速開(kāi)關(guān),把LD輸出變換成二進(jìn)制的0和1。美國(guó)連續(xù)多脈沖激光破膜8細(xì)胞注射
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