技術の継続的な開発と発展により、人々の生活の質は向上し続け、より快適で便利な生活を追求します。レーザーポインターとリモコンの登場は、私たちの生活に大きな利便性をもたらしました。
あなたの家にあるすべての家電製品を管理する小さなリモコンで、トラブルを簡単に保存できます。プレゼンテーション、授業に出席する教師、これらは教授の分野だけでなく、ビジネス分野でもあります。小さな家電製品に含まれるさまざまな知識は、ここでいくつかの必要な理解を行うためにあります。
第1章レーザーポインター：
1.1概要
レーザーポインターは、レーザーを指標として使用するツールです。 長さが遠いことを示すことができ、ポインタを置き換えることができます。ポインティングツールは、スライドなどを再生するためのガイドとしても使用できます。
今日、技術と時代の進歩により、レーザーペンは小型のハイテク製品に発展してきました。それは指示するためにのみ使用され、それは連続的に伸びます。
1.2レーザーペンタイプ
遠隔制御レーザーペンは、ページレーザーペン、レーザーページペン、レーザー遠隔ペン、無線レーザーペン、無線ページレーザーペン、PPTプレゼンター、PPTフリップペン、PPTリモートペンなどとも呼ばれる。この種の製品の最も基本的な機能は、コンピューターのリモートコントロールと同等のレーザー表示とページアップ/ダウン機能で、ワイヤレス技術とコンピューターのUSB技術を組み合わせてページをめくるようにします。製品には、通常、トランスミッタとレシーバが含まれています。 受信機は、コンピュータのUSBポートに差し込まれたUSBフラッシュドライブに類似しており、コンピュータは対応するドライバを自動的にインストールすることができる。
レーザーペンの光は、赤色レーザーと緑色レーザーと青色レーザーと紫色レーザーとに分けることができる。
赤色レーザポインタは、約600ナノメートルの波長、成熟した技術、成熟した半導体プロセス材料を用いて、より簡単に行うことができます。緑色レーザの波長は約530nmであり、現状では半導体レーザ技術は成熟していないため、高価で低消費電力である。ここでは、主に緑色レーザーポインター照明の原理について説明します。赤いレーザポインタ技術は非常に成熟しており、回路と原理は非常に単純なので、ここでは紹介しません。
緑色レーザーポインターの主な光は、Nd：YVO4結晶とKTP結晶の組み合わせを有する緑色光モジュールであり、レーザ共振器内では、レーザ結晶Nd：YVO4の利得によって波長808nmのLD励起光が生成される。 1064nmレーザは、非線形結晶の周波数倍増を介して532nmの緑色レーザを生成することができます。
1.3レーザーペンの発光原則
レーザーペンによって放射されるレーザーは固体レーザーに属しているので、レーザーペンの原理は固体レーザーの原理である。レーザーペン内部の固体レーザーはレーザーダイオードです。
1.3.1レーザー原理
購入ページへ
レーザを生成するための3つの条件は、粒子数反転を達成すること、閾値条件を満たすこと、および共振条件である。光の誘導放出を生成するための第1の条件は、価電子帯の電子が伝導帯にポンピングされる粒子の数の逆数である。イオン数反転を得るためには、高濃度にドープされたP型およびN型の材料が通常PN接合を形成するために使用され、その結果、印加電圧の下で、接合領域付近でイオン数の反転が起こる。電子は高フェルミ準位EFCの下の伝導帯に蓄積され、正孔は低フェルミ準位EFVの上の価電子帯に蓄積される。粒子数反転を達成することは、レーザ光を発生させるために必要な条件であるが、十分な条件ではない。共振器の主要部分は2つの互いに平行なミラーであり、活性化材料によって放出された誘導放射は2つのミラーの間で前後に反射され、 刺激された放射線はそれを絶えず増幅させる。P1P2exp（2G-2A）≧1（P1、P2は2つのミラーの反射率であり、Gは活性媒体の利得係数である）の条件を満たす。 一方、安定したレーザを出力するためには、レーザはキャビティ内で前後に反射するが、ビームの両端間の位相差のみがΔε=2qπq = 1であり、 2,3,4。 。 。 。 このとき、出力に強い干渉を生じさせ、安定したレーザを出力することができる。
キャビティの長さをL、活性化媒体の屈折率をNとすると、Δε=（2π/λ）2NL =4πN（Lf / c）=2qπとなり、この式は、共振条件と呼ばれ、共振器長Lと屈折率Nを決定した後、ある周波数の光のみが光振動を形成し、安定したレーザを出力することができることを示している。これは、共振空洞が出力レーザに対してある周波数選択効果を有することを示している。
購入ページへ
1.3.2、レーザーダイオードの性質
上記の図は半導体ダイオードであり、PN接合材料が同じかどうかによって、ホモ接合、単一ヘテロ接合（SH）、ダブルヘテロ接合（DH）および量子井戸（QW）レーザダイオードに分割することができます。量子井戸レーザダイオードは、閾値電流が低く、出力が高いという利点を有し、市場の主流製品である。他のタイプのレーザと比較して、レーザダイオードは高効率、小型、長寿命の利点を持っていますが、出力パワーは小さく（一般に2mW未満ですが、現在は単管パワーが10Wを超える製品があります）、直線性と単色性があります。 それほど良くない、ケーブルテレビシステムでのそのアプリケーションは非常に限られている、マルチチャネル、高性能アナログ信号を送信することはできません。双方向光受信器のリターンモジュールでは、アップリンク放射は、一般に、量子井戸レーザダイオードを光源として使用する。
PN接合面に垂直な一対の平行な面は、ファブリ・ペローキャビティを構成しており、ファブリ・ペローキャビティは、半導体結晶の劈開面または研磨面であってもよい。他の2つの側面は、主方向の他の方向のレーザ作用を排除するために比較的粗い。
半導体における発光は、典型的には、キャリアの再結合に起因する。半導体のPN接合に順方向電圧を印加すると、PN接合障壁が弱くなり、N領域からPN接合を介してP領域に電子が注入され、PN接合を介してP領域からN領域に正孔が注入される。PN接合付近のこれらの非平衡電子および正孔は、再結合して波長λの光子を放出する。その式は以下の通りである。λ= hc / Eg（1） ここで、h-プランク定数、c-光速、Eg-半導体の禁制帯幅。
電子と正孔の自発的な再結合による発光現象は、自然放出と呼ばれている。自然放出によって発生した光子が半導体を通過すると、放出された電子 - 正孔対の近傍を通過すると励起され、再結合して新たな光子を生成する。新しい光子を放出する励起キャリアの光子誘起再結合のこの現象は、刺激放射線と呼ばれる。注入電流が十分に大きければ、熱平衡状態と反対のキャリア分布、すなわち粒子反転。活性層のキャリアが多数の反転状態にある場合、少量の自発的に生成された光子が、共振空胴の両端の往復反射によって誘導放射を発生させ、周波数選択共振の選択的帰還、または特定周波数の利得を生じる。利得が吸収損失よりも大きい場合、良好なスペクトル線を有するコヒーレントな光であるレーザが、レーザダイオードの単純な原理であるPN接合から放射されることができる。
現在実用化されている半導体レーザダイオードは、技術やプロセスの進歩により複雑な多層構造を有する。一般的に使用されるレーザーダイオードには2種類あります。①PINフォトダイオード。 それは、光電流を生成するために光パワーを受け取るときに量子ノイズを導入する。②アバランシェフォトダイオード。 これは、PINフォトダイオードよりもはるかに長い内部増幅を提供するが、より大きな量子ノイズを伴う。良好な信号対雑音比を得るためには、低雑音プリアンプと主増幅器を光検出装置に接続しなければならない。