レーザーダイオード（LD）およびフォトダイオード（PD）は、その動作原理、構造、用途、特性が異なります。
1. 作業原則
レーザーダイオード（LD）：
原理: A レーザーダイオードのプロセスを介して光を放出する半導体デバイスです刺激放出。電流がダイオードに注入されると、電子と穴が半導体の活性領域で再結合し、光子を放出します。これらの光子は、より多くの光子の放出を刺激し、光学フィードバックメカニズム（ミラーや共鳴空洞など）を通じて、コヒーレントな光ビーム（レーザー）が生成されます。
重要な特性:
単色：出力光はほぼ単一の波長です。
筋の通った：放出された光波は、一貫した位相関係を維持します。
方向：レーザービームは非常に方向性があり、狭い発散角があります。
Photodiode（PD）：
原理: A フォトダイオードに基づいて動作します太陽光発電効果または光伝導効果。光光子が半導体材料（通常はPN接合部で）に当たると、電子を励起し、電子ホールペアを作成します。これらの電荷キャリアは、内部電界によって分離され、光強度に比例する電流または電圧を生成します。
重要な特性:
太陽光発電効果：ゼロバイアスでは、光はフォトダイオード全体に電圧を生成します。
光伝導効果：逆バイアスでは、フォトダイオードは、入射光強度に比例する光電流を生成します。
2. 機能とアプリケーション
レーザーダイオード（LD）：
関数：aの主な機能レーザーダイオード放出することですコヒーレントライト（レーザー）、通信システム、センサー、イメージングテクノロジーでよく使用されます。電流を調整することにより、レーザーダイオードの出力電力を制御できます。
アプリケーション:
光学通信：レーザーダイオードは、光ファイバー通信システムの光源として使用され、電気信号が長距離伝送のために光信号に変換されます。
レーザープリンター：レーザープリンターでは、レーザーダイオードが画像をドラム上にスキャンして、トナー堆積の充電パターンを作成します。
バーコードスキャナー：レーザーダイオードはバーコードスキャナーで使用されます。ここでは、レーザービームが印刷されたコードから光を反射することによりバーコードを読み取ります。
Lidar（光の検出と範囲）：レーザー範囲フィンダーとマッピングシステムで使用されます。ここでは、レーザーパルスが放出され、距離を計算するために反射時間を測定します。
医療アプリケーション：レーザー手術、皮膚科、およびその精度と制御された光出力のために眼の治療に使用されます。
レーザー照明とディスプレイ：レーザーダイオードは、高精度照明、ディスプレイテクノロジー、レーザープロジェクターで使用されます。
Photodiode（PD）：
関数: A フォトダイオードに設計されています光を検出します電気信号に変換します。通信システムや光センサーなど、光強度の検出と測定を必要とするアプリケーションで一般的に使用されています。
アプリケーション:
光学通信：フォトダイオードは光学受信機で使用され、光学信号を光ファイバー通信システムの電気信号に検出および変換します。
分光法：光学分光法では、フォトダイオードはさまざまな波長の分析のために光を電気信号に変換します。
イメージングシステム：ライトがデジタル画像に変換されるデジタルカメラ、暗視、およびその他のイメージングデバイスで使用されます。
赤外線検出：PhotoDiodesは、リモートコントロールレシーバーやIRセンサーなどのアプリケーションで赤外線を検出するために一般的に使用されます。
医療機器：パルスオキシメーター（血液酸素レベルの測定）などの医療用途では、光減少を使用して血液による光吸収を検出します。
環境監視：フォトダイオードは、周囲の光レベルと環境条件を検出するために、光センサーで使用されます。
3. 光出力と応答特性
レーザーダイオード（LD）：
光出力：レーザーダイオードエミットレーザーライト、持っています：
単色：レーザーダイオードによって生成される光はほぼ単一の波長であり、高精度アプリケーションに最適です。
一貫性：放出された光はコヒーレントであり、波面が互いに位相内にあることを意味し、安定した焦点を合わせたビームにつながります。
方向性：レーザーダイオードには、非常に小さな発散角を持つ高度な方向出力があり、これにより、レーザービームが長距離にわたって集中し続けることができます。
輝度：レーザーライトは、狭いビームで高度に焦点を合わせているため、LEDライトよりもはるかに明るいです。
Photodiode（PD）：
光応答：Photodiodesは生成します電気信号（電流または電圧）光にさらされた場合：
比例性：生成された電流は、入射光強度に直接比例しているため、さまざまな光レベルの測定と検出に適しています。
高速応答：PhotoDiodesの応答時間は非常に高速であるため、高速光学通信と高速光検出システムに適しています。
スペクトル応答：フォトダイオードのスペクトル範囲は、使用する材料に依存します。たとえば、シリコンフォトダイオードは通常、目に見える光と近赤外光に反応しますが、インジウムインインディウムヒ素（INGAAS）フォトダイオードは、赤外線スペクトルの光を検出できます。
4. 構造と設計
レーザーダイオード（LD）：
構造：典型的なレーザーダイオードはいくつかで構成されています半導体層効果的な光発光領域（アクティブ領域）を作成するように設計されたさまざまなバンドガップを使用します。最も一般的なデザインはaですヘテロ構造異なるエネルギーバンドギャップを持つ材料が使用され、キャリアの流れを制御し、光放出を促進します。
共鳴空洞：レーザーダイオードはしばしば使用します共鳴空洞ミラーまたは反射面で両端に表面を反射して、光を反射し、デバイス内で増幅します。
冷却メカニズム：操作中に発生した熱のため、レーザーダイオードは通常ヒートシンクまたは安定した性能を維持するためのアクティブ冷却。
Photodiode（PD）：
構造：フォトダイオードは通常、aで構成されますPNジャンクションまたはaピン構造.
PNジャンクション：PhotoDiodeの最も単純な形式。P型およびN型半導体が結合されます。これは、低電力アプリケーションでは一般的です。
ピンジャンクション：より高度な構造本質的（i）半導体層は、P型層とN型層の間にサンドイッチされており、特に高速アプリケーションでは、応答時間と効率の点でパフォーマンスが向上します。
パッケージング：フォトダイオードは通常パッケージ化されますto-canまたはチップオンボードアプリケーションに応じて、構成。
5. 電気特性
レーザーダイオード（LD）：
現在の特性：レーザーダイオードはaの上に動作しますしきい値電流レーザー光の放出を開始するには必要です。このしきい値の下では、ダイオードはLEDのように動作し、一貫性のない光を発します。電流がしきい値を超えると、コヒーレントレーザー放射が始まります。
しきい値電流：これは、レーザーダイオードがコヒーレント光を放出し始める最小電流です。電流が低すぎる場合、デバイスは一貫性のない光を放出します。高すぎると、ダイオードが過熱する可能性があります。
電圧特性：レーザーダイオードは通常、動作しますより高い電圧（1.5V〜3.5V）通常のLEDと比較して。しきい値電流を超えると、電圧は安定します。
Photodiode（PD）：
現在の特性：Photodiodesはaを生成します光電流これは、入射光の強度に直接比例します。
逆バイアス：逆バイアスでは、フォトダイオードはより高い感度とより速い応答時間を示します。生成された光電流は光強度に比例し、ダイオードの電流は特定の光強度に対してほぼ一定です。
ゼロバイアス：一部のフォトダイオードは、ゼロバイアスで動作できます。このバイアスでは、光電流が外部電圧なしで生成されます。これは、低電力アプリケーションでは一般的です。
電圧特性：Photodiodesはしばしば動作します逆バイアス光電流を最大化し、暗い電流を最小限に抑えるため。逆電圧は、応答と感度の速度を高めることができます。
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