Laserdioder: driftsprincip, typer og applikationer

Opfindelsen af ​​en halvlederlaserdiode betragtes fortjent som en af ​​de bedste resultater inden for fysik i anden halvdel af det sidste århundrede. Uafhængig udvikling af sovjetiske og amerikanske videnskabsmænd inden for optisk stråling af faststofmaterialer, der blev udført for mere end et halvt århundrede siden, viser i dag deres effektivitet inden for indenrigs-, industri- og militærområdet.
I modsætning til lysdioder, hvis arbejde er baseret på den spontane emission af fotoner, har laserdioder et mere komplekst driftsprincip og en krystalstruktur.

Princippet om drift

For at forstå, hvor fotoner kommer fra, overvej rekombinationsprocessen (forsvinden af ​​et par frie bærere - en elektron og et hul). Når en direkte spænding påføres p-n-diodeforbindelsen, forekommer injektionen, dvs. en kraftig stigning i koncentrationen af ​​nonquilibrium bærere. I injektionsprocessen, bevæger sig mod hinanden, elektroner og huller rekombinere og frigiver energi i form af partikler - fotonen og kvasipartikel - phonon. Dette er den spontane emission, der observeres i LED'er.

I tilfælde af en laser diode, i stedet for en spontan, er det nødvendigt at starte mekanismen for stimuleret emission af fotoner med de samme parametre. Til dette formål krystallen danner en optisk kavitet, der passerer gennem, der med en forudbestemt frekvens fotoner årsager rekombinere elektronbærere, som fremmer fremkomsten af ​​nye fotoner med samme polarisering og fase. De kaldes sammenhængende.

I dette tilfælde er lasing kun mulig, hvis der er et for stort antal elektronbærere på det øvre energiniveau, der frigives som følge af injektion. For at gøre dette skal du bruge pumpe strømmen af ​​en sådan kraft til at forårsage en inversion af elektronpopulationerne. Med dette fænomen menes en tilstand, hvor det øvre niveau er meget mere befolket med elektroner end den nederste. Som følge heraf stimuleres sammenhængende fotonstråling.

Endvidere reflekteres sådanne fotoner gentagne gange fra kanterne af den optiske resonator, der udløser lanceringen af ​​positiv feedback. Dette fænomen er lavinelignende, som et resultat af hvilken en laserstråle er født. Således kræver oprettelsen af ​​en hvilken som helst optisk generator, herunder en laserdiode, opfyldelsen af ​​to betingelser:

  • tilstedeværelsen af ​​sammenhængende fotoner
  • Organisering af positiv optisk feedback (IEE).

For at forhindre, at den dannede stråle spredes på grund af diffraktion, indstilles indretningen med en samleobjektiv. Den installerede linsens type afhænger af typen af ​​laser.

Typer af laser dioder

I løbet af udviklingsårene har laserdiodenheden gennemgået mange ændringer. Dens design blev forbedret, hovedsageligt på grund af fremkomsten af ​​højteknologisk udstyr. Maksimal præcision doping og polering af halvlederchip, og skabe heterostruktur mønster - faktorer, der er fastsat en høj reflektionskoefficient på "chip-luft 'og dannelsen af ​​kohærent stråling.

Den første laser diode (diode gomostrukturoy) havde en pn-overgang, og kun kan operere i en pulserende modus på grund af hurtig overophedning af krystallen. Den har kun historisk betydning og anvendes ikke i praksis.

Laserdioden med dobbelt heterostruktur (DGS diode) viste sig at være mere effektiv. Dens krystal er baseret på to heterostrukturer. Hver heterostruktur er et materiale (galliumarsenid og aluminium galliumarsenid) med et lille båndgap, der ligger mellem lagene med et større båndgab. Fordelen ved laserdioden DGS er en signifikant stigning i koncentrationen af ​​bipolære bærere i et tyndt lag, hvilket i høj grad fremskynder manifestationen af ​​positiv feedback. Desuden fører refleksionen af ​​fotoner fra heterojunktioner til et fald i deres koncentration i området med lav amplifikation og øger derfor hele enhedens effektivitet.

Laserdioden med kvantbrønde er anbragt i overensstemmelse med princippet om en DGS-diode, men med en tyndere aktiv region. Dette betyder, at de elementære partikler, der falder ind i en sådan potentiel brønd, begynder at bevæge sig i samme plan. Kvantiseringseffekten erstatter i dette tilfælde den potentielle barriere og tjener som en generator for stråling.

Den utilstrækkelige effektivitet af tilbageholdelsen af ​​lysflussen i dyserne i GHS førte til oprettelsen af ​​en heterostruktureret laser med separat tilbageholdelse. I denne model er krystalet desuden dækket af et lag af materiale på hver side. På trods af de nedre brydningsindeks for disse lag holder de med sikkerhed partiklerne som en lysstyring. SCH-teknologien indtager en ledende position inden for fremstilling af diode lasere.

Laserdioden med distribueret feedback (ROS) er en del af det optiske udstyr inden for telekommunikationssystemer. Bølgelængden af ​​DFB af en laser er konstant, hvilket opnås ved at påføre en tværgående indhak på halvlederen i regionen af ​​pn-forbindelsen. Hakket udfører funktionen af ​​et diffraktionsgitter og derved returnerer fotoner til resonatoren med kun en (specificeret) bølgelængde. Disse kohærente fotoner er involveret i amplifikation.

En overfladeemitterende laserdiode med en vertikal resonator eller en vertikal udstrålende laser VIL (eng. - VCSEL) udsender i kontrast til de tidligere betragtede indretninger en stråle af lys vinkelret på krystaloverfladen. VCSEL's design er baseret på metoden til brug af vertikale optiske mikroresonatorer med spejle, samt resultaterne af DHS-metoden og kvantebrønden. Fordelen ved VCSEL-teknologien er temperatur og strålingsstabilitet, muligheden for gruppeproduktion af krystaller og deres testning direkte i fremstillingsstadiet.

VCSEL modifikation er VIL med en ekstern resonator (eng. - VECSEL). Begge laserdioder er placeret som højtydende enheder med evnen til at levere dataoverførsel i fremtiden ved hastigheder på op til 25 Gbit / s via fiberoptisk kommunikation.

Kropstyper

Popularisering af laserdioder tvang fabrikanterne til uafhængigt at udvikle nye typer af kabinetter. Under hensyntagen til deres specifikke formål frigjorde virksomheder flere og flere nye former for beskyttelse og afkøling af krystallen, hvilket førte til manglen på forening. I øjeblikket er der ingen internationale standarder for laser diode kabinet.
Forsøger at genoprette ordren indgår store producenter en aftale om forening af bygninger. Før en praktisk lasering af en ukendt laserdiode skal man dog altid afklare formålet med ledningerne og bølgelængden af ​​strålingen, uanset den kendte type tilfælde. Blandt de industrielt fremstillede halvlederlasere er to typer med følgende huse mest almindelige.
1 Enheder med åben optisk kanal:

  • TO-kan (transistor-out-line metal-pakning). Kroppen er lavet af metal og bruges til fremstilling af transistorer;
  • C-mount;
  • D-mount.

2 Enheder med fiberudgang:

  • DIL (Dual-In-Line);
  • DBUT (Dual-Butterfly);
  • SBUT (Single-Butterfly).

ansøgning

Hver type laserdiode finder praktisk anvendelse på grund af dets unikke egenskaber. Omkostningerne ved lavmængdeprøver er faldet flere gange, hvilket fremgår af deres brug i børns legetøj og peger. De er udstyret med lasermålebåndsmålere, som gør det muligt for en person at måle afstande og relaterede beregninger. De røde lasere er baseret på arbejdet med stregkodelæsere, computer manipulatorer og dvd-afspillere. Nogle arter anvendes til forskning og til pumpning af andre lasere. De mest populære laser dioder til dataoverførsel i fiberoptiske netværk. Nye VCSEL-modeller giver en hastighed på 10 Gbit / s, hvilket åbner yderligere muligheder for et kompleks af telekommunikationstjenester, herunder:

  • bidrage til væksten i internet hastighed
  • forbedre telefon- og videosamtaler;
  • forbedre kvaliteten af ​​tv-modtagelse.

Resultatet af forbedringen af ​​laserdioden er en øget levetid, der nu kan sammenlignes med tiden mellem fejl i lysdioder. At reducere pumpestrømmen øgede enhedernes pålidelighed, og deres bidrag til udviklingen af ​​den tekniske udvikling er ikke mindre end for andre elektroniske komponenter.

Sammenligningsegenskaber for LED og laser;

De vigtigste parametre og egenskaber ved strålekilder.

Krav til strålekilder til fiberoptik

1. Lasere og lysdioder skal studere lysenergien ved en bølgelængde svarende til et af minimaerne for det samlede tab i den optiske fiber i et optisk kabel.

2. For at sikre effektiv indføring af stråling i lysvejledningen.

3. Har en lille samlet dimensioner, masse.

4. Har et lavt strømforbrug.

5. At være enkel, pålidelig, holdbar.

1. Strålingsbølgelængden λ,

2. Bredden af ​​emissionsspektret Δλ,

3. Strålingskraft P,

4. Strømforbrug

5. Maksimal modulationsfrekvens grænse fmax,

6. Stråleffektmønsteret

7. Watt-ampere karakteristisk

8. Spektral karakteristik.

I modsætning til en laser i en LED, forekommer strålingen spontant (spontant), og strålen har en lavere strålekraft og et bredt strålingsmønster.

Afhængigheden af ​​LED'ens udgangseffekt på ekspansionsstrømmen er næsten lineær (figur 15.4). I lasere er denne afhængighed skarpt ikke-lineær. Efter en bestemt værdi, der kaldes tærskelniveauet, stiger kraften kraftigt, og afhængigheden af ​​strømmen ændrer sig væsentligt. Et lille overskud af tærskelstrømniveauet fører til en stigning i laserstøj og et fald i enhedens levetid. Generationstærsklen afhænger af driftstemperaturen og ændrer sig over tid. Derfor skal du gennemgå feedbackkredsløbet for at justere bias- og modulationssignalet i senderen.

Halvlederlasere genererer mere end lysdioder, udgangseffekten er op til 10 15mW, til LED'er - 1... 3mW.

Det brede emissionsspektrum for lysdioder Δλ = 30... 100nm overskrider bredden af ​​spektret af lasere snesevis af gange, for lasere Δλ = 2nm.

Strålingskraft er konstant op til fmax - maksimalt tilladt modulationsfrekvens. Ved frekvenser over fmax strålingens effektivitet falder. LED'er fmax svarende til 100... 200 MHz, mens lasere har mere end 2 GHz.

LED'er anvendes til datahastigheder op til 100 Mbit / s, og lasere er også over 100 Mbit / s.

Lysdioder er imidlertid enklere at fremstille, billigere og har en højere holdbarhed (LED'en har 10 6 timer, laseren har op til 10 5 timer).

ELEKTROSAM.RU

søgning

Laserdioder. Arter. Enhed og arbejde. tilslutning

Laserdioder - tidligere var fremstillingen af ​​lasere forbundet med store vanskeligheder, da dette kræver en lille krystal og udviklingen af ​​et kredsløb til dets drift. For en simpel radio amatør var en sådan opgave umulig.

Med udviklingen af ​​nye teknologier er muligheden for at opnå en laserstråle i det indenlandske miljø blevet en realitet. Elektronikindustrien fremstiller i dag miniature halvledere, der kan generere en laserstråle. Disse halvledere er laser dioder.

Den øgede optiske effekt og de fremragende funktionelle parametre i halvlederen gør det muligt at bruge det i måleapparater med øget nøjagtighed både i produktion, i medicin og i hverdagen. De er grundlaget for at optage og læse computer diske, skole laser pointers, niveau måleinstrumenter, afstandsmålere og mange andre enheder, der er nyttige for mennesker.

Fremkomsten af ​​en sådan ny elektronisk komponent er en revolution i oprettelsen af ​​elektroniske enheder af varierende kompleksitet. High-power dioder danner en stråle, som bruges i medicin, når der udføres forskellige kirurgiske operationer, især for at genskabe syn. Laserstrålen kan hurtigt rette øjets objektiv.

Laser dioder bruges til måleudstyr i hverdagen og industrien. Enheder er lavet med forskellig effekt. Strømmen på 8 watt er tilstrækkelig til montering i levevilkårene for en bærbar måleværdi. Denne enhed er pålidelig i drift og kan skabe en meget lang laserstråle. At ramme laserstrålen i øjnene er meget farlig, da strålen er i stand til at beskadige blødt væv.

Enhed og driftsprincip

I en simpel diode påføres en positiv spænding på anoden, så taler vi om diodeens forskydning i fremadgående retning. Huller fra region "p" injiceres i region "n" af p-n-forbindelsen og fra region "n" til halvlederens "p" område. Når hullerne og elektronen er placeret ved siden af ​​hinanden, rekombinerer og sender de fotononenergi med en vis bølgelængde og fonon. Denne proces kaldes spontan stråling. I LED'er er det den vigtigste kilde.

Men under visse omstændigheder kan hullet og elektronen være i samme sted i lang tid (flere mikrosekunder) før rekombination. Hvis en foton med resonansfrekvens passerer gennem denne region på dette tidspunkt, vil det medføre tvungen rekombination, og i dette tilfælde vil den anden foton blive udsendt. Dens retnings-, fase- og polarisationsvektor vil absolut falde sammen med den første foton.

Halvlederkrystallen er lavet i form af en tynd plade af form af et rektangel. Faktisk spiller denne plade rollen som en optisk bølgeleder, hvor strålingen virker i et begrænset volumen. Krystaloverfladen er modificeret til dannelse af "n" -regionen. Bundlaget bruges til at skabe "p" -området.

Til sidst viser det sig en flad overgang på et stort område. De to sider ender af krystal er poleret til at skabe parallelle glatte planer, der danner en optisk resonator. En tilfældig foton vinkelret på spontane strålingsplaner passerer gennem hele den optiske bølgeleder. I dette tilfælde føres fotonen tilbage flere gange fra enderne, og ved at passere langs resonatorerne vil der skabes en tvungen rekombination, hvilket danner nye fotoner med de samme parametre, hvilket vil medføre en stigning i stråling. Når gevinsten overstiger tabet, begynder laserstrålens dannelse.

Der findes forskellige typer laser dioder. De vigtigste er lavet på særligt tynde lag. Deres struktur er i stand til at generere stråling kun parallelt. Men hvis bølgelederen gøres bred i sammenligning med bølgelængden, så fungerer den allerede i forskellige tværgående tilstande. Sådanne laserdioder hedder multihome.

Anvendelsen af ​​sådanne lasere er berettiget til at skabe øget strålingseffekt uden bjælkens kvalitative konvergens. Nogle af dens spredning er tilladt. Denne effekt bruges til at pumpe andre lasere i kemisk produktion, laserprintere. Men hvis en bestemt fokusering af strålen er nødvendig, bør bølgelederen fremstilles med en bredde, der kan sammenlignes med bølgelængden.

I dette tilfælde afhænger bjælkens bredde af de grænser, der pålægges ved diffraktion. Sådanne indretninger anvendes i optiske lagerenheder, fiberoptisk teknologi, laserpegere. Det skal bemærkes, at disse lasere ikke er i stand til at understøtte flere langsgående tilstande og udsende en laserstråle ved forskellige bølgelængder på samme tid. Den forbudte zone mellem energieniveauerne "p" og "n" områder af dioden påvirker strålens bølgelængde.

Laserstrålen ved udgangen divergerer straks, da den udstrålende komponent er meget tynd. For at kompensere for dette fænomen og oprette en tynd stråle, brug opsamling af linser. Cylindriske linser anvendes til brede flerhus lasere. I tilfælde af single-house lasere vil laserstrålen ved anvendelse af symmetriske linser have elliptisk tværsnit, da den lodrette divergens overstiger bjælkens størrelse i vandret plan. Et godt eksempel på dette er laserpegeren.

I den betragtede elementære enhed er det umuligt at isolere en bestemt bølgelængde undtagen bølgen af ​​den optiske resonator. I enheder med et materiale, der er i stand til at forstærke strålen i et stort frekvensområde, og med flere tilstande, er det muligt at handle på forskellige bølger.

Normalt arbejder laser dioder på samme bølgelængde, som dog har betydelig ustabilitet og afhænger af forskellige faktorer.

arter

Indretningen af ​​de ovennævnte dioder har en n-p-struktur. Sådanne dioder har lav effektivitet, kræver betydelig effekt ved indgangen og fungerer kun i pulsmodus. De kan ikke fungere anderledes, da de hurtigt bliver overophedede, og derfor anvendes de ikke i vid udstrækning i praksis.

Dual heterostrukturlasere har et lag af et stof med et smalt båndgab. Dette lag er placeret mellem lagene af materialet, som har en bred forbudt zone. Normalt bruges aluminium-galliumarsenid og galliumarsenid til at lave en laser med en dobbelt heterostruktur. Hver af disse forbindelser med to forskellige halvledere kaldes en heterostruktur.

Fordelen ved lasere med en sådan speciel struktur er, at området af huller og elektroner, der kaldes det aktive område, ligger i det midterste tynde lag. Derfor, at gevinsten vil skabe mange flere par huller og elektroner. I området med lav gevinst vil sådanne par forblive små. Desuden vil lyset blive afspejlet fra heterojunktioner. Med andre ord vil strålingen være helt i området med den mest effektive gevinst.

Quantum well diode

Når diætets midterlag bliver tyndere, begynder det at fungere som en kvantbrønd. Derfor vil elektronenergien kvantificeres lodret. Forskellen mellem energiniveauerne i kvantbrønde bruges til at danne stråling i stedet for fremtidens barriere.

Dette er effektivt til styring af strålebølgen afhængigt af tykkelsen af ​​mellemlaget. Denne type laser er meget mere effektiv i modsætning til enkeltlagsmodellen, da tætheden af ​​huller og elektroner fordeles mere jævnt.

Heterostructure lasere

Hovedtræk ved tyndlaglasere er, at de ikke er i stand til effektivt at holde en stråle af lys. For at løse dette problem påføres to yderligere lag på begge sider af krystallen, som har en lavere brydning i modsætning til de centrale lag. En lignende struktur ligner en lys guide. Det holder strålen meget bedre. Disse er heterostrukturer med et separat hold. Denne teknologi producerede størstedelen af ​​lasere i 90'erne.

Lasere med feedback bruges hovedsagelig til fiberoptisk kommunikation. For at stabilisere bølgerne ved pn-krydset er der lavet et tværgående hak for at skabe et diffraktionsgitter. På grund af dette vender kun en bølgelængde tilbage til resonatoren og forstærkes. Sådanne lasere har en konstant bølgelængde. Det bestemmes af gitterhakket. Under indflydelse af temperatur ændrer hakket. Denne model af laser er grundlaget for telekommunikationsoptiske systemer.

Der er også lasere af VCSEL og VESSEL modellerne, som er overflademodende modeller med en vertikal resonator. Deres forskel ligger i, at VESSEL-modellen har en ekstern resonator, og dens design leveres med optisk og nuværende pumpe.

Tilslutningsfunktioner

Laserdioder bruges i mange enheder, hvor der kræves en retningsbelyst lysstråle. Den grundlæggende proces i enhedens samling ved hjælp af en laser med egne hænder er den korrekte forbindelse.

Laser dioder er forskellige fra lededioder miniature krystal. Derfor koncentrerer den høj effekt og dermed størrelsen af ​​strømmen, som kan føre til dens fiasko. For at lette driften af ​​laseren er der specielle ordninger af enheder, der kaldes drivere.

Lasere har brug for stabil strøm. Imidlertid er der modeller med et rødt lys af strålen og fungerer i normal tilstand, selv med et ustabilt netværk. Hvis der er en driver, kan dioden stadig ikke tilsluttes direkte. Til dette er der brug for en yderligere strømføler, hvis rolle ofte spilles af en modstand, som er forbundet mellem disse elementer.

En sådan forbindelse har den ulempe, at strømforsyningens negative pol ikke er forbundet med kredsløbets minus. En anden ulempe er strømfaldet over modstanden. Derfor, før du tilslutter laseren, skal du omhyggeligt vælge driveren.

Typer af drivere

Der er to hovedtyper af drivere, der kan levere den normale driftstilstand for laserdioder.

Pulsdriveren er lavet analogt af en pulsspændingsomformer, der er i stand til at hæve og sænke denne parameter. Effektudgangen og inputen af ​​en sådan driver er omtrent ens. Der er dog en vis varmeproduktion, der bruger en lille smule energi.

Den lineære driver fungerer i henhold til et system, der oftest anvender mere spænding til dioden end nødvendigt. For at reducere det kræves en transistor, der omdanner overskydende energi til varme. Føreren har en lav effektivitet, så den bruges ikke i vid udstrækning.

Når der anvendes lineære mikrokredsløb som stabilisatorer, falder diode strømmen, når indgangsspændingen falder.

Da laserne drives af to typer drivere, er forbindelsesdiagrammerne forskellige.

Kredsløbet kan også indeholde en strømkilde i form af et batteri eller et batteri.

Batterier skal producere en spænding på 9 volt. Kredsløbet skal også have en strømbegrænsende modstand og et lasermodul. Laserdioder findes i det defekte drev fra computeren.

Laserdioden har 3 stifter. Den gennemsnitlige udgang forbinder til den negative (plus) effekt. Plus tilsluttes til højre eller venstre ben, afhængigt af producenten. For at bestemme det højre ben til tilslutning skal du anvende strøm. For at gøre dette kan du tage to batterier på 1,5 V og en modstand på 5 ohm. Kilden minus er forbundet med diodens midterste ben, plus pluset til venstre og derefter til højre ben. Gennem et sådant eksperiment kan du se, hvilke af disse ben er "arbejder". Den samme metode bruges til at forbinde en diode til en mikrocontroller.

Dioder kan fungere fra fingerbatterier, mobiltelefonbatteri. Vi må dog ikke glemme, at der kræves en yderligere begrænsningsmodstand på 20 ohm.

Opret forbindelse til hjemmenetværk

For at gøre dette er det nødvendigt at yde hjælpebeskyttelse mod højfrekvensspændingsspidser.

Stabilisatoren og modstanden skaber en blok, der forhindrer aktuelle dråber. For at udligne den spænding, der anvendes Zener diode. Kapacitansen forhindrer forekomsten af ​​højfrekvent overspænding. Ved korrekt montage sikres stabil drift af laseren.

Forbindelsesprocedure

Den mest hensigtsmæssige til drift vil være en rød diode med en effekt på ca. 200 mW. Disse modeller er udstyret med halvleder diskdrev computere.

• Før du tilslutter et batteri, skal du kontrollere laserdiodens funktion.
• Vælg den klareste halvleder, der er nødvendig. Hvis dioden er taget fra en computer diskdrev, skinner den med infrarødt lys. Læg ikke laserstrålen i øjnene, da dette vil beskadige øjnene.
• Monter diode på radiatoren til afkøling, i form af en aluminiumplade. For at gøre dette skal du bore et hul.
• Fedt mellem diode og radiator.
• Tilslut en 20 ohm og 5 watt modstand i henhold til et kredsløb med batterier og en laser.
• Diode shunt keramisk kondensator af enhver kapacitet.
• Skru dioden af ​​sig selv og kontroller dens drift ved at forbinde strømmen. En rød stråle skal vises.

Vær opmærksom på sikkerheden ved tilslutning. Alle forbindelser skal være af høj kvalitet.

Laser led

Laser diode fundamentalt forskellige konventionelle LED tilstedeværelse indlejret resonator, som gør det muligt at modtage den stimulerede emission af høj grad af sammenhæng (konsistens mellem faserne af optiske svingninger).

I en halvlederlaser induceres stråling ved tvungen rekombination. Dette gør det muligt at styre strålingen ved hjælp af elektromagnetiske bølger og skabe en sammenhængende strøm af lys.

Lad os finde ud af det: hvordan virker det?

Forestil dig en flad pn-junction skiftet i fremadgående retning (figur 1). I dette tilfælde forekommer indsprøjtning af huller i regionen n og omvendt - elektroner ind i regionen p. Under denne overgang kan rekombination forekomme i grænsen (aktiv) regionen, som vil blive ledsaget af emission af et kvantum. En sådan stråling kaldes spontan. På basis af spontan emission virker almindelige lysdioder. Hvis elektronen og hullet er placeret i en kort afstand i kernen og gennem dette område vil tage en vis quantum af lys (resonant) frekvens rekombination forekommer internt. I dette tilfælde vil en yderligere mængde lys blive tildelt, med de samme parametre som det kvantum, der forårsagede rekombinationen. For at øge den stimulerede rekombination fremstilles enderne af en halvlederkrystal parallelt og poleret (i figur 1 betegnes de som "optisk fladt overflade"). Således oprettes en såkaldt optisk resonator. Kvanta, som gentages fra de polerede overflader, "flyver" langs overgangen, fremkalder processerne for tvungen rekombination. Til sidst går de ud i retningen strengt vinkelret på de optisk glatte overflader. Når antallet af quanta, der fremkommer som et resultat af en sådan stimulering, væsentligt overstiger det tal, der optrådte spontant, vil lasing begynde.

Strålingens intensitet afhænger af strømstyrken i strømmen gennem pn-krydset. Ved lave strømninger virker laseren som en ineffektiv almindelig LED, da kun spontan stråling opstår. Når strømmen overstiger en bestemt tærskelværdi - bliver strålingen stimuleret, og dens effekt stiger kraftigt. Denne metode til stimulering af laserstråling betegnes ofte som pumpning med elektrisk strøm. Der er også en metode til optisk pumpe, når halvlederatomer er spændt af quanta fra en kraftfuld (ikke nødvendigvis sammenhængende) emitter.

Kommer ud af en halvlederkrystal, er sammenhængende lys på grund af diffraktion spredt i alle retninger. For at danne en smal stråle er det derfor nødvendigt at bruge samleobjektiver.

Bølgelængdeområdet, hvor skabelsen af ​​en halvlederlaser er mulig, dækker det meste af det synlige spektrum såvel som det nærmeste og mellemliggende infrarøde område.

Selvfølgelig har laser LED i dag undergået mange ændringer og forbedringer i sit design, er det allerede er en mere kompleks struktur, snarere end en simpel p-n-kryds, men det grundlæggende princip om hans arbejde var som beskrevet ovenfor.

De vigtigste materialer anvendes ved fremstilling af laserdioder er af galliumarsenid GaAs, aluminium galliumarsenid AlGaAs, GaP galliumphosphid, galliumnitrid GaN, InGaN indium gallium nitrid, og andre.

Laser-lysdioder eller halvlederlasere anvendes meget i forskellige felter. De bruges i fiberoptiske kommunikationssystemer, i stregkodelæsere. I forskellige husholdningsapparater: computermus, cd-afspillere, projektorer og selvfølgelig laserpegere.

Laser high-power LED'er bruges til at pumpe solid state lasere, så du kan få meget høj effektivitet.

En anden anvendelse er laserspektroskopi, hvor brug af lasere gjorde det muligt at anvende fundamentalt nye metoder til undersøgelse af stoffer. Lasere er uundværlige i videnskabelig forskning, er aktivt introduceret i medicin, både til diagnostiske og terapeutiske formål.

Forskellen mellem LED og laser

Der er to hovedforskelle mellem en laserdiode og en LED. Først: - en laserdiode har en indbygget optisk resonator, den anden - laserdioden fungerer på meget højere værdier af pumpens strøm, som gør det muligt at øge en tærskelværdi for at opnå stimuleret emission mode. Det er denne stråling, der er karakteriseret ved høj kohærens, på grund af hvilken laserdioder har en meget mindre bredde af emissionsspektret på 1-2 nm mod 30-50 nm for lysdioder.

Fig. 18. Watt-ampere egenskaber: 1 - laser diode; 2 - LED

Afhængigheden af ​​strålingskraften på pumpestrømmen er beskrevet af watt-ampere karakteristisk for en laser diode (figur 18).

Der er fire grundlæggende typer af laserdioder: en Fabry-Perot, fordelt tilbagekobling, distribueret bregovskim afspejling af en ekstern kavitet (Fig. 19).

At organisere transmissionen af ​​optiske signaler er ikke nok til kun at have en strålekilde. I ethvert design af POM er der en speciel holder (hus), som giver dig mulighed for at beskytte og sikre transmitterens komponenter: strålingskilde, knudepunkt

Fig. 19. Tre hovedtyper af laserdioder:

a) distribueret feedback-laser, DFB laser;

b) en Bragg laser med distribueret Bragg refleksion, en DBR laser;

c) en laser med en enkelt ekstern resonator, EC laser

elektrisk interface og interface til fiberen. For komplekse lasersystemer tilføjes output overvågning af det optiske signal. Den generelle skema for konstruktionen af ​​den optiske sender, hvori ikke alle elementer er obligatoriske, er vist i figur 20.

Fig. 20. Komponenterne i det transmitterende optoelektroniske modul (POM)

Sådan tilsluttes en laser diode kredsløb

I dag bruger mange husholdningsapparater og enhver anden plan laserdioder (halvledere) til at skabe en fokuseret stråle. Og det vigtigste punkt i selve samlingen af ​​lasersystemet er diodeens forbindelse.

I denne artikel lærer du om alt, hvad der er nødvendigt for en høj kvalitet tilslutning af en laser diode.

Funktioner af halvlederen og dens forbindelser

Lasermodellen adskiller sig fra en leddiode i et meget lille område af en krystal. I den forbindelse er der en betydelig koncentration af magt, hvilket fører til et kortsigtet overskud af strømmen i krydset. På grund af dette kan en sådan diode let brænde ud. For at laserdioden skal kunne fungere så længe som muligt er der derfor brug for et specielt kredsløb - en chauffør.

Vær opmærksom! Enhver laser-type diod skal forsynes med en stabiliseret strøm. Selvom nogle sorter, der giver et rødt lys, opfører sig forholdsvis stabile, selvom de ikke er stabile fødevarer.

Rød laser diode

Men selvom en driver er brugt, kan dioden ikke forbindes med den. Det kræver også en "nuværende sensor". I sin rolle er det ofte den almindelige ledning af en modstandsdygtighed mod lav modstand, som indgår i afstanden mellem disse dele. Som følge heraf har kredsløbet en stor ulempe - strømforsyningen minus er "afskåret" fra strømforsyningen minus. Derudover har dette kredsløb en mere minus - strømforstyrrelser opstår på en strømmåling modstand.
Hvis du skal tilslutte en laser diode, skal du forstå, hvilken driver det skal forbindes med.

Driver klassifikation

I øjeblikket er der to hovedtyper af drivere, der kan sluttes til vores halvleder:

  • pulsdriver. Det er et specielt tilfælde af en puls spændingsomformer. Det kan være både nedad og opad. Deres indgangseffekt er omtrent lig med udgangen. Samtidig er der en lille omdannelse af energi til varme. Den forenklede impulsdriver ordningen er som følger;

Forenklet Pulse Driver Scheme

  • lineær driver. For en sådan driver leverer kredsløbet normalt mere spænding end halvlederen kræver. For at slukke det er der brug for en transistor, som frigør ekstra energi med varme. En sådan fører har en lille effektivitet, og derfor bruges den ekstremt sjældent.

Vær opmærksom! Ved brug af lineære integrerede kredsløbsstabilisatorer med en dråbe i indgangsspændingen over dioden vil strømmen falde.

Line Driver Diagram

På grund af det faktum, at strømforsyningen til en hvilken som helst laser diode kan udføres gennem to forskellige typer af drivere, vil forbindelsesordningen være anderledes.

Tilslutningsfunktioner

Kredsløbet, som bruges til at drive laserdioden, kan ikke kun indeholde driveren og "strømføleren", men også strømkilden - et batteri eller et batteri.

Tilslutningsdiagram Mulighed

Normalt skal batteriet / batteriet i dette tilfælde have en spænding på 9 V. Ud over dem skal lasermodulet og den nuværende begrænsende modstand indgår i kredsløbet.

Vær opmærksom! For ikke at bruge penge på dioden, kan den fjernes fra dvd-drevet. I dette tilfælde skal det være en computer enhed, og ikke en standard afspiller.

Laser halvleder har tre udgange (ben), hvoraf to er placeret på siderne og en - i midten. Den midterste udgang skal tilsluttes den negative terminal for den valgte strømkilde. Den positive terminal skal forbindes til venstre eller højre fod. Valget af venstre eller højre side afhænger af halvlederproducenten. Derfor er det nødvendigt at bestemme, hvilken output der vil være: "+" og "-". For at gøre dette skal halvlederen være drevet. Her passer to batterier perfekt, hver med 1,5 volt, samt en 5 ohm modstand.
Den negative ledning ved strømforsyningen skal tilsluttes den centrale negative ledning, bestemt af dioden. I dette tilfælde skal den positive side forbindes til hver af de to resterende terminaler af halvlederen i sin tur. Således kan den sluttes til mikrocontrolleren.
Strømforsyningen til laserdioden kan udføres med 2-3 fingertypebatterier. Men hvis du ønsker det, kan du også inkludere et batteri fra en mobiltelefon i kredsløbet. I dette tilfælde skal du huske at du skal bruge en ekstra begrænsningsmodstand på 20 ohm.

Tilslutning til 220 V netværk

Halvlederen kan drives fra 220 V. Men her er det nødvendigt at skabe ekstra beskyttelse mod højfrekvente spændingsspidser.

Mulighed for strømforsyningsdiode fra lysnettet i 220

En sådan ordning bør omfatte følgende elementer:

  • spændingsregulator;
  • nuværende begrænsende modstand
  • kondensator;
  • laser diode.

Modstand og stabilisator vil danne en blok, som kan forhindre nuværende emissioner. En zener diode er nødvendig for at forhindre spændingsspidser. Kondensatoren forhindrer udseendet af højfrekvente udbrud. Hvis et sådant kredsløb er korrekt monteret, vil den stabile drift af halvlederen garanteres.

Trin for trin Forbindelsesvejledning

Det mest hensigtsmæssige med hensyn til at skabe en lasermaskine med egne hænder vil være en rød halvleder med en udgangseffekt på ca. 200 milliwatt.

Vær opmærksom! Det er sådan en halvleder udstyret med enhver computer dvd-afspiller. Dette forenkler i høj grad søgen efter en lyskilde.

Forbindelse er som følger:

  • For at forbinde, skal du bruge en halvleder. De skal kontrolleres for funktionsdygtighed (bare tilsluttes batteriet);
  • Vælg en lysere model. Når du kontrollerer den infrarøde LED (når du tager den fra computerafspilleren), vil den skinne med en svag rød glød. Husk at hans

Læg IKKE ind i øjnene, ellers kan du fuldstændigt miste dit syn;

  • Installer derefter laseren på en hjemmelavet radiator. For at gøre dette skal du bore et hul i aluminiumpladen (ca. 4 mm tykt) med en diameter, så dioden trækker den tæt nok ind;
  • mellem laseren og radiatoren er det nødvendigt at anvende et lille lag af termoplast;
  • Dernæst tager vi en keramisk modstand med en resistens på 20 Ohm med en effekt på 5 W og iagttager polariteten, forbinder vi den med kredsløbet. Gennem den skal du forbinde laseren og strømkilden (mobil batteri eller batteri);
  • selve laseren skal shuntes med en keramisk kondensator, der har nogen kapacitans;
  • Hvis du igen vender enheden væk fra sig selv, er det nødvendigt at tilslutte det til strømforsyningen. Som et resultat, skal tænde den røde stråle.

Rød stråle fra hjemmelavet enhed

Derefter kan det fokuseres ved hjælp af en bikonveks linse. Fokuser det i et par sekunder på et enkelt punkt på papir, der absorberer det røde spektrum. Laseren på den vil efterlade et rødt lys.
Som du kan se, viste det sig en arbejdsenhed, der er forbundet til et netværk på 220 V. Ved hjælp af forskellige ordninger og tilslutningsmuligheder kan du oprette forskellige enheder, op til en lomme laserpeger.

konklusion

Tilslutning af en laser diode, du skal huske at håndtere det sikkert, samt kender de nuancer, der er til stede i sit arbejde. Derefter forbliver det kun at hente det kredsløb, du kan lide og tilslutte en halvleder. Det vigtigste at huske er, at alle kontakter skal være godt loddet, ellers kan delen brænde ud under driften.

LED-printere: mere pålidelig laser, bedre inkjet

Da vi allerede har nævnt det materiale, hvor vi talte om hard-core-printere, er der her et link til det. Vi vil ikke dvæle på dette emne nu, da solcreme og LED-printere ligner kun den kendsgerning, at få mennesker ved, hvordan disse teknologier virker, og hvad de er til. Selv om vi håber, at vores materiale har ansporet interesse for tverdochernitelnymi enheder.

Navnet "LED-printer" tyder tydeligt på, at enheden er baseret på lysdioder, der sandsynligvis udfører samme funktion som laseren i en laserprinter. Hvis du troede det, tager du ikke fejl. LED'en erstatter faktisk laseren - hvilket gør printeren mere pålidelig uden tab af kvalitet.

Lad os finde ud af, hvordan det virker, og hvorfor.

Introduktion til lasere

LED-udskrivningsteknologi blev udviklet i 1980'erne, og mange producenter besluttede hurtigt at inkludere mindst en LED-printer i deres linje. Men hun blev ikke masse - hun slog ikke laserprintere i deres felt. Nedenfor forklarer vi hvorfor dette skete, og i hvilke situationer er LED-printeren klart mere rentabel.

En laserprinter (ja, vi fejlede ikke og vi taler om en laser enhed) fungerer som følger. Hans "hjerte" er en tromme dækket med et lag af lysfølsomt ledende materiale; det hedder nominelt en fotokonduktiv cylinder. Når en del af tromlen lyser, bliver den ledende og taber dens opladning, kun de svarte områder forbliver opladede.

Derudover er der to mulige udviklinger afhængigt af printerens design. Hvis toneren i patronen har en ladning, der er omvendt til ladningen af ​​cylinderen, tiltrækkes den på de ladede områder. Hvis den har samme ladning, stammer den fra den ladede overflade og stikker kun til statisk udladede punkter - billedlinjen dannes enten ved udladede områder eller ved opladede. Sådan beslutter producenten. Derefter rulles papiret mellem tromlen og en anden aksel, som igen bærer ladningen: toneren overføres på papiret og sikres ved hjælp af en varmaksel ("komfur").

Som du måske gæt gæt, i et af disse tilfælde forekommer lyset gennem en tynd laserstråle. Det er den høje grad af nøjagtighed af laseren, der giver mulighed for at opnå et billede af høj kvalitet. At tænde og slukke for laseren styres af en mikrocontroller, og et komplekst system af prismer og spejle hjælper med at danne et billede. Forestil dig nu, at laseren blev udskiftet med LED-tape.

Udskift LED'er

I 1980'erne udviklede en gruppe ingeniører en teknologi, der tillader udskiftning af et dyrt og komplekst lasersystem med alle sine spejle med en relativt billig LED-strimmel. Båndet kan have fra 2500 til 10000 LED'er, afhængigt af printerens opløsning.

Den største fordel ved et sådant system er pålidelighed. Laseren og andre komponenter i laserprinteren bevæger sig konstant under udskrivning, det vil sige, de har dele, der er underlagt slitage, og der kræves en drivmekanisme. Lysdioder lyser bare op på de punkter, hvor du vil eksponere billedet. Hvis du overdriver, så en LED - et punkt i billedlinjen. Alle 10.000 lyser op - det betyder, at der er lavet en linje, der er så bred som et trykt ark. Mikrocontrolleren kontrollerer i dette tilfælde rækkefølgen af ​​"blinkende" af LED'erne.

Her kan mange spørge: Giver LED-linjen samme billedklarhed som en smalt fokuseret laserstråle? Ja, selvfølgelig vil du i praksis aldrig skelne mellem disse to teknologier med resultatet af udskrivning (medmindre du selvfølgelig er en ekspert på professionelt niveau). LED'er er også snævert fokuserede, og ja, de brænder ud ekstremt sjældent, hvert par år. Sandsynligheden for, at en LED bliver brændt ud i et bånd, er meget lavere end sandsynligheden for, at lasermekanismen er fysisk svigtet.

Om LED-printere er legender om deres upålidelighed og skrøbelighed. De har et komisk grundlag. Da de første LED-printere blev bragt til Rusland i midten af ​​1990'erne, var de meget billigere end lasere. Og forretningsfolk i 90'erne skyndte sig til at købe sådanne maskiner til kontoropgaver. Men kun printere til hjemmebrug blev leveret til vores marked; professionelle modeller på LED-teknologi eksisterede simpelthen ikke! Selvfølgelig kunne hjemmeprintere ikke modstå massiv kontorbrug og hurtigt brød ned. Siden de 20 år er gået, er specialiserede kontormaskiner blevet bragt til Rusland (og hjemme er de blevet meget sikrere til tider), men legenden holder fast.

Fordele og ulemper ved LED'er

Vi har allerede nævnt den største fordel: dette er et lille antal bevægelige dele, det vil sige at der er mindre sandsynlighed for brud og slid. Desuden er LED-printere meget mindre end laserskrivere, da båndet optager meget mindre plads end strålebevægelsesmekanismen. Dette gælder især farvenheder, hvor forskellen i størrelse næsten kan fordobles.

Men når vi taler om manglerne, må vi igen dykke ind i historien. I begyndelsen af ​​2000'erne, efter den manglende teknologi på det russiske marked og generelt den gennemsnitlige succes i verden, Fuji Xerox og Nippon Electric Glass Co. Ltd foreslået en løsning, der gav LED-printere et "nyt liv". I engelsktalende kilder om denne begivenhed skriver de genopfinning, det vil sige "genopfindelse". Denne løsning blev kaldt HiQ LED (HiQ - High Quality, "høj kvalitet"), og dens hovedopgave var at bevare fordelene ved LED'er - pålidelighed, kompaktitet - og minimere ulemperne. De første serielle printere, der anvender HiQ LED, optrådte i 2009 med Xerox.

En væsentlig ulempe på det tidspunkt var udskriftskvalitet, manifesteret i unøjagtige farve matchende, "jagged" kanter, huller i halvtonebilleder og farveprinter. Hovedårsagen til dette var, at ledningen af ​​lysdioder ofte snoet eller bøjet. Og alligevel - uanset hvor høj kvalitet LED-bånd er, mellem 5.000 eller 10.000 elementer vil der uundgåeligt være mindst en lille, umærkelig øjenforskel - og det fører til ujævn trykdensitet. Du vil ikke bemærke dette i praksis, men teoretisk er laserprinterens ensartethed, hvor kilden er den eneste, højere. Derudover er flere tusinde lyskilder sværere at justere, men det er allerede en producentens problem.

HiQ LED-teknologien har opnået ensartet optisk ydeevne. Faktisk består skrivehovedet, der er lavet ved hjælp af denne teknologi, af en linje med et stort antal lysdioder (for en typisk Xerox LED-printer er den 14592 kilder!). Med hver LED har et miniature scanningssystem til lysfluxet og styres af en ASIC-chip placeret direkte på tavlen. Chippen sporer automatisk information på hver LED og kan justere for hver af dem lysstyrkenes intensitet og nøjagtigheden af ​​synkroniseringen. Denne funktion sikrer ensartethed gennem hele linjen af ​​lysdioder. Derudover har enheder baseret på HiQ LED-teknologi muligheden for digital justeringskorrektion.

Den samme teknologi tillod at udjævne en anden ulempe ved de tidlige generationer af LED-printere i forhold til laserskrivere - dette er udskrivningshastigheden. Moderne LED-printere producerer så mange sider pr. Minut som lasermodeller. Med fremkomsten af ​​HiQ LED har LED-printere "vokset op" med en fuldverdig kontorlinje, som på grund af systemets pålidelighed kan konkurrere med laseranaloger for første gang i branchen.

At tage eller ikke tage?

Dette er dit valg. Vi kan ikke entydigt svare "ja" eller "nej", da LED-teknologi er et spørgsmål om formål. Laser- og LED-printere er ens i næsten alle indikatorer, og når man vælger en hjemme- eller kontorprinter, er det værd at starte fra specifikke indikatorer på en bestemt maskine og ikke fra den mytiske konfrontation "laser-LED".

En LED-printer er svaret på et spørgsmål, som folk ofte spørger sig selv, når de vælger en hjemmeprinter. Dette spørgsmål lyder som dette: "Hvis du betaler en pris, så hvad skal man tage er en farvestråle eller en sort / hvid laser". Kvaliteten af ​​laserprint er højere, men prisen på en farvelaser passer ikke altid ind i familiebudgettet. Inkjet er billigere, men farvefotografier kommer ikke altid perfekt ud. Måske, hvis du er seriøst fast i dette dilemma, bør du afvise det som sådan og bare købe en LED-gadget.

Hvilken printer skal du tage? Nå, hvis vi citerede Xerox-modellen som et eksempel på en solid state printer, lad os give et eksempel fra denne producent igen. Xerox har en hel række LED-modeller. Den indeholder både meget kompakte og billige hjemmemodeller som Phaser 6020/6022 til 7-12 tusind rubler samt kraftige kontormaskiner, for eksempel Xerox Phaser 7500 med evnen til at udskrive A3, som koster mere end hundrede og halvtreds tusind (forresten alligevel billigere end laserækvivalenten). Placering er også meget anderledes. For eksempel anbefales Phaser 6510-modellen til typisk kontorarbejde, og Phaser 7800 er designet til professionel udskrivning af illustrationer og kunstgengivelser, hvis kvalitet gør dem i stand til at blive vist på udstillinger. Og i maj og juni vil yderligere 29 nye enheder blive præsenteret, herunder den nye Xerox VersaLink og AltaLink-linjen - dette er den største lancering af virksomheden i sin historie. I hvert fald er valget af LED-printere meget stort til alle lejligheder.

Under alle omstændigheder - glem fordømmelserne i 90'erne og husk: Udover laser- og inkjetprintere er der en alternativ løsning.

Fordele ved LED-teknologi: - kompaktitet; - ringe sandsynlighed for slitage eller brud, og dermed høj effektivitet i kontorer - Høj, lig med laserprintere, Udskriftskvalitet; - lavt støjniveau - Som regel lavere strømforbrug og større miljøvenlighed.

Sammenlign printteknologi: inkjet, laser, LED (LED), sublimering, hårdt blæk

Mangfoldigheden af ​​moderne printere og multifunktionsmaskiner er friheden til at vælge det bedste og samtidig det valgte problem. Hvis du sammenligner flere modeller, bemærker du, at de bruger forskellig printteknologi. Men hvad betyder det i praksis? Selvom du har en ide om, hvordan LED-udskrivning adskiller sig fra laserprint og inkjetudskrivning fra fast blæk, er det vigtigt at vide, hvilken som er bedre til dine specifikke opgaver, og hvilken der kan skabe problemer. Printerens styrker og svagheder er trods alt velegnet til kontor-, industri- eller hjemmeanvendelse samt ejendomsomkostningerne først og fremmest ved trykteknologi.

I denne artikel vil vi tale om de fem mest relevante trykteknologier: inkjet, laser, LED (LED), sublimering, fast blæk - og forstå deres forskelle samt anvendelsesområderne, så du kan vælge ved at afveje fordele og ulemper ".

Hvad er forskellen mellem moderne trykteknologi og hvad er bedre at vælge i dit tilfælde?

Inkjetudskrivning

Blækpatronteknologi giver høj opløsning og kvalitet i farveprint - op til 9600x2400 dpi, hvilket er nøglen til fremragende billedetaljer. Moderne high-end inkjet-maskiner kan også prale af glatte farveovergange, når de viser grafiske elementer, uanset om det er fotos, raster clipart eller vektorgrafik.

Blækprintere, multifunktionsprintere og plottere anvendes med succes i design- og fotostudioer, ved oprettelsen af ​​store printede produkter samt i virksomheder, der beskæftiger sig med udvikling af CAD- og GIS-projekter. Ikke mindre nyttige inkjetprintere kan være hjemme. Med dem kan du udskrive tekster, farverige billeder og højkvalitets computergrafik.

HP inkjetplotter til professionel widescreen-udskrivning

Som regel er inkjetprintere og multifunktionsmaskiner billigere end lasere. Hvis vi sammenligner skrivebordsmodeller, er inkjet-enheder mere kompakte og udsender ikke ozon, hvilket er særligt vigtigt til brug i små lokaler, da en øget koncentration af ozon påvirker ens sundhed negativt.

Epson Stylus Office Inkjet Printer til små og hjemmekontor

Med indsatsen fra de største producenter af inkjet-teknologi produceres og forbedres hurtigtørrende blæk, der er særligt resistente over for miljøpåvirkninger, herunder solens stråler og fugt. Eksempelvis tørrer Epson Claria-blæk, inden udskriften forlader printeren, og ifølge producenten falder den ikke i 200 år. HP er ikke mindre aktivt involveret i udviklingen af ​​dets proprietære trykfarver, hvor et enormt personale af kemikere arbejder på udviklingen af ​​mere stabile og hurtigtørrende formuleringer.

Fire grundlæggende farver til alle nuancer. En farve - en patron

Moderne fuldfarveprintere bruger oftest fire separate patroner: cyan (magenta), magenta (magenta), gul (gul) og primærfarve (nøglefarve), der er sort. Systemet med fire patroner er opkaldt efter de første bogstaver i disse farver - CMYK. At udskrive dokumenter på kontoret eller hjemme, eller det er nok. Men for dem, der beskæftiger sig med trykning professionelt, er der seks, ni og endda 12-farve printere, der giver dig mulighed for at opnå maksimal farvekvalitet og desuden negere effekten af ​​graininess. Sammen med antallet af blomster øger ejendomsomkostningerne.

Omkostningerne ved en inkjetprinter starter i gennemsnit fra 2.000 rubler. Men som markedseksperter joke, selvom inkjet-printere blev behandlet forgæves, ville producenten stadig ikke blive efterladt - den største indkomst, han får fra at sælge ikke selve enhederne, men forbrugsvarerne. Det er ofte muligt at se en situation, hvor prisen på en inkjet printer og dens patron er sammenlignelig.

Blækpatronteknologi har forblevet relevant i de seneste årtier: Det viste sig for et halvt århundrede siden, og dets massebrug begyndte i 80'erne. Siden da har blækpatronerne ændret sig både eksternt og teknisk - de har LCD-skærme og Wi-Fi-moduler, de begyndte at udskrive hurtigere og bedre, men det grundlæggende princip om at tegne billeder på papir forblev det samme.

Flydende blæk fra patronen kommer ind i de små blækkamre, og derfra sprøjtes under tryk på papiret gennem dyserne. Afhængigt af hvordan trykket er skabt i kamrene, er der flere underarter af inkjetudskrivning: termostråle, boble og piezoelektriske.

Termisk stråleteknologi bruges ofte i printere og HP og Lexmark MFP'er: blækket i kamrene opvarmes og koges gennem dyserne på grund af damptryk.

Boble teknologi, der i vid udstrækning anvendes af Canon, er kendetegnet ved, at dråberne udkastes ikke med damp, men ved gasbobler.

Piezoelektriske teknologier, som er udbredt blandt Epson-produkter, bruger piezokrystaller, som også deformeres af strømmen med succes som følge af opdrift.

Mængden af ​​blækdråbet måles i picoliters, og moderne højkvalitets inkjetprintere spænder fra 1-1,5 pl, hvilket gør det muligt at udskrive fotos af god kvalitet. Jo mindre volumen af ​​blækdråbningen er, jo glattere farvetransitionerne vil være i billederne. Dette gælder primært for lyse områder af billedet, hvor ved anvendelse af store dråber er rasterstrukturen særligt mærkbar - kornighed.

Men hvis "smykker" -metoden til at udskrive et helt ark, vil hastigheden være meget lav, så moderne producenter af inkjetprintere har udviklet en teknologi til variabel dråbestørrelse. På lette områder arbejder printeren i små dråber, på mørke områder - større. Således er forholdet mellem hastighed og udskriftskvalitet justeret.

De største ulemper ved inkjet-løsninger - en relativt lav hastighed kombineret med de høje omkostninger ved trykning. I dag har Hewlett-Packard, Canon og Epson formået at øge hastigheden for inkjet-udskrivning i udkaststilstand til niveauet af laserprintere og multifunktionsmaskiner - 30-35 ppm. Men i et sådant tempo er udskriftskvaliteten mærkbart ringere end den, der fremgår af lasermodeller fra de samme producenter. Hvis du vil udskrive på en inkjetprinter med høj opløsning og i tilstanden "laserkvalitet", går processen med en hastighed på ca. 10-13 ppm.

Derfor er inkjet-printere og multifunktionsprintere i et kontormiljø kun godt til små arbejdsgrupper og lave belastninger eller som en hjælpeløsning. Og for alvorlige mængder presserende udskrivning i mellemstore og store grupper er det mere rentabelt at købe laserprintere og multifunktionsmaskiner. Desuden er omkostningerne ved laserprint flere gange lavere.

Laserudskrivning

Fordele ved laserteknologi: Udskrifter er meget klare og modstandsdygtig overfor vand og lys. På grund af den nøjagtige og kompakte fokusering af strålen er det lettere at opnå høj opløsning. Laserhastighedernes udskrivningshastighed er meget højere, fordi laserstrålen bevæger sig meget hurtigere end skrivehovedet på en inkjetprinter. Desuden arbejder laserprintere relativt roligt uden at distrahere eller irritere andre.

Et andet vigtigt træk ved laserprintere er, at de bruger pulvertoner i stedet for flydende blæk. Tonerkassetter tørrer ikke ud og kan opbevares i flere år - normalt op til tre. Som følge heraf kan printeren let holde i tomgangsperioder - du kan forlade i to måneder og derefter vende tilbage og komme i gang uden problemer.

Installation af en ny tonerpatron i en HP LaserJet Pro-laserprinter

Kort sagt viser alle funktionerne i laser teknologi sin alsidighed og høj effektivitet - du kan bruge en sådan printer både på kontoret og i hjemmet. Det glimrende forhold mellem hastighed og kvalitet gør laserprintere og multifunktionsmaskiner uundværlige både på store og små kontorer, og hvor også store mængder dokumentation skal udskrives. For eksempel kan studerende eller lærere, der ofte udskriver deres arbejde, nyde muligheden for at gøre mere og modtage bedre kvalitetsmaterialer.

For højhastighedstryk i farver kan virksomheder anbefale laserprintere og multifunktionsenheder Konica-Minolta. Løsninger til monokrom laserprintning i et lille og mellemstore kontor findes blandt Brother MFP eller en serie af billige Hewlett-Packard LaserJet-printere.

Til hjemmet kan du anbefale en omkostningseffektiv og brugervenlig farve Canon I-Sensys printere.

Laserteknologi involverer en kompleks og subtilt organiseret trykmekanisme - den bruger statisk elektricitet og et optisk system til at skabe en usynlig elektrostatisk prototype af et fremtidigt print, og derefter "fylde" det med tonerpartikler og korrigere resultatet på papir.

Først og fremmest oplades akslen - det dækker jævnt over overfladen af ​​fotodrummet med en negativ ladning. Derefter bestemmer printercontrolleren de billeddannende områder på tromlens overflade. Disse områder er "belyst" af laserstrålen, og den negative ladning på dem forsvinder.

Derefter overfører tilførselsrullen den negative ladning til tonerpartiklerne og bevæger dem til udviklingsrullen, hvor de passerer under doseringsbladet, fordeles jævnt over overfladen. Nu, i kontakt med fotodrummet fylder de de områder, hvor der ikke er nogen negativ ladning.

Som et resultat dannes et synligt billede på tromlen - alt, hvad der er tilbage, er at overføre det til papir og rette det. Først føres papiret til overføringsvalsen og tager en positiv ladning. Når det kommer i kontakt med fototromlen, trækker det let tonerpartiklerne på sig selv. Partikler holdes kun på papir ved statisk elektricitet; For at sikre dem på plads, behandles arket i fikseringsenheden. Dette er navnet på et system med to ruller, hvoraf den ene opvarmer papiret, og den anden presser det under, så de smeltede tonerpartikler kan trykke dybere ind i overfladen af ​​arket.

Laserskrivere og multifunktionsprintere er meget følsomme for kvaliteten af ​​forbrugsstoffer, så eksperter i en stemme anbefaler kun at bruge originale tonerkassetter. Den originale toner har meget små partikler, som giver dig mulighed for at opnå høj udskriftskvalitet og forlænge printerens levetid. Falsk toner kan sammenlignes med et knust hjørne - det ridser tromlens overflade og de indre dele af printeren, som den kommer i kontakt med.

De største ulemper ved laserprint er de høje omkostninger ved selve enhederne og deres patroner, øget energiforbrug, ozonemission. På grund af den mere komplekse interne struktur af laserenheden er ikke så kompakt som jet.

Ozonemission under laserprint er uundgåelig, da laserstrålen deler oxygenmolekyler i kontakt med luft. Ikke desto mindre formår producenterne at reducere mængden af ​​sådanne emissioner, hvilket minimerer den negative virkning på mennesker. Hvis du har brug for laserkvalitet, men du er bekymret for ozon, skal du se nærmere på LED-teknologien - den ligner meget laser teknologi, men i stedet for en laser bruger den lysdioder.

LED-udskrivning

LED-printere og multifunktionsmaskiner er egnede til både erhvervsmæssig og personlig brug. Men i sammenligning med laserenheder er LED'er mere overkommelige og økonomiske. De koster mindre både hvad angår ejerskab og omkostninger ved udskrivning.

Desuden opdeler processen med LED-udskrivning ikke iltmolekyler og udsender derfor ikke ozon. Således får vi en endnu mere pålidelig, effektiv og bekvem løsning, der kan bruges i enhver institution eller hjemme. Ligesom laserprintere er mange LED-belysningscentre designet til høje månedlige belastninger og er fremragende til mellemstore og store arbejdsgrupper.

LED-teknologien er baseret på de samme grundlæggende principper som laserteknologi. Forskellen er, at i stedet for en laserstråle påvirker en fast LED-strimmel på tværs af bredden fotodrummet. Et sådant design er for det første mere kompakt, og for det andet mindre udsat for brud, og for det tredje reducerer støjniveauet.

OKI Color Four-Cartridge LED Printer

Det giver dig mulighed for at "belyse" de nødvendige dele af det elektrostatiske felt hurtigere og mere pålidelige midler. LED-udskrivning anses derfor for at være yderst effektiv og økonomisk med hensyn til både enhedens ejerskab og omkostninger pr. Print.

En pioner på markedet for LED-printere og MFP'er er OKI. Den første LED-printer blev udgivet i 1987, og siden 1998 er LED-udskrivning blevet fuldfarve. I dag skaber OKI fuldfarve- og monokrom LED-løsninger med single-pass tandem-printteknologi, der gør det muligt at forenkle og fremskynde farvetryk mange gange.

Essensen af ​​one-pass-teknologien er, at arket sekventielt passerer gennem fire separate trykmekanismer - en for hver af CMYK-farverne. Hver af disse mekanismer er udstyret med sin egen lyskilde, som giver den mest præcise visning af hver skygge. Således oprettes en fuldt forberedt farveprint i kun ét pass. Men hvad med den sorte og hvide print, for hvilken tre af de fire trommer er overflødige? Tricket er, at de ekstra trommer i et stykke tid i sort og hvid print løftes, og arket, uden at stoppe, fodres lige til den "sorte" tromle.

HD toner til OKI printere og MFP'er

Det er værd at fremhæve den unikke OKI HD dispergerede toner, takket være hvilken udskrivning der bliver endnu mere klar og høj kvalitet, og den glansede skinne er mulig selv på almindeligt kontorpapir.

Bekræfter den høje pålidelighed af LED-teknologi, leverer OKI sine LED-produktlinjer med en levetidsgaranti, og LED-printere selv yder en tre års garanti.

Det ville imidlertid være mærkeligt, hvis denne lovende teknologi i lang tid var ejendomsret til et enkelt selskab. En sådan visionær producent som Xerox savner ikke muligheden for at tilbyde de mest interessante resultater inden for farveudskrivning - i dag producerer Xerox sine egne avancerede LED-løsninger. Så A4-formatet er repræsenteret af Xerox Phaser 6000, 6010 og 6500 printere; A3 format - modifikationer af Xerox Phaser 7500 printeren (N, DN, DX, DT). Disse er hurtige enheder med understøttelse af intelligente tilstande og automatiseringsværktøjer - automatisk valg og bakkeomskiftning, automatisk detektering af papirtykkelse, overvågning af forbrugsstoffer.

Til højopløsningsfarveudskrivning udviklede Xerox et system med fire HiQ LED skrivehoveder - hver med 14.592 LED'er. Intensiteten af ​​lysstrømmen fra dioderne overvåges og synkroniseres af en produktiv ASIC-chip, som giver mulighed for de mest nøjagtige linjer og farveovergange.

Den største ulempe ved LED-teknologien er, at nøjagtigheden af ​​"eksponering" -punkter ikke er så høj, som når den udsættes for en laser. Desuden er LED-printeren, såvel som dens nærmeste relativ - "lazernik" - designet til at udskrive dokumentation, men er ikke egnet til udskrivning af billeder, selv når det kommer til amatørbilleder. Hvis du har brug for hurtig og høj kvalitet udskrivning af digitale fotos, skal du være opmærksom på bærbare sublimeringsfotoprintere.

Sublimering print

Sublimeringsteknologi bruges i vid udstrækning til oprettelsen af ​​bærbare fotoskrivere. Disse overraskende kompakte og nemme at bruge enheder er uundværlige, når de rejser - de giver dig mulighed for at udskrive farverige billeder direkte fra et digitalkamera eller hukommelseskort - uden at deltage i en computer. Fantastisk mulighed for at glæde dig selv og venner mens du er på ferie! Den bedste mulighed for amatørfotografer.

Canon er berømt for sine sublimeringsprintere af SELPHY-familien.

Udskriftskvaliteten er fremragende - ingen grin, og lyse og mørke nuancer ser det samme ud af naturen. Laminerede tryk er modstandsdygtige over for fading og forskellige eksterne påvirkninger (vand, fingeraftryk).

Da farvestof-sublimeringsprintere oftest bruges "på farten" - når de rejser eller bor på et hotel - de er forsynet med kommunikation for hurtig og problemfri forbindelse til forskellige eksterne enheder: Den indbyggede Wi-Fi-adapter er perfekt til tilslutning til en bærbar pc eller pc og Fra medierne er tilstedeværelsen af ​​en USB-port og hukommelseskortspor faktisk.

Formen på printeren kan også være anderledes: fra det traditionelle rektangel - som i Canon SELPHY CP800 og Canon SELPHY CP780-modellerne - til den smukke Canon Selphy CP790 spand, som giver dig mulighed for altid at bære reservedele med dig.

Ud over Canon, frigivelsen af ​​sublimeringsprintere, der er involveret i firmaet Sony og Samsung. Sony DPP-FP55 har en stor LCD-skærm til forhåndsvisning, giver dig mulighed for at anvende forskellige effekter og mønstre til billeder (fx printkalendere) og bruger Super Coat II's patenterede lamineringsteknologi, som kan bevare den uberørte kvalitet af printet i mange år.

Samsung SPP 2020B har sine fordele: et indbygget Bluetooth-modul til udskrivning fra mobile enheder, et simpelt men stilfuldt design og den laveste pris pr. Print af denne klasse.

Brugere, der aldrig har stødt på denne teknologi, undrer sig ofte over, hvorfor fotos udskrevet på en 300x300 dpi sublimeringsprinter ser bedre ud end laserprinter med en meget højere opløsning. Hemmeligheden er, at for at udskrive fotos er prioritetsparameteren ikke opløsning, men lineatur - densiteten af ​​en printraster.

Moderne farvestof-sublimeringsprintere, som f.eks. Canon Selphy, har et højere indeks end mange high-end photojet printere. Derfor er resultatet - en tæt rasterstruktur, maksimal klarhed og på samme tid glatte konturer.

Men hvad er det teknologiske træk ved sublimeringstryk? I dette tilfælde er sublimering overgangen af ​​et farvestof fra fast til gasformigt, omgå væsken. Systemet implementeres ganske enkelt: inde i printeren er der et varmeelement og en speciel film med et farvestof. Et ark papir er placeret imellem dem. Når opvarmet, fordampes malingen fra filmen og træder ind i porerne af papir åbnet ved opvarmning. Derefter afkøles papiret lidt, og dets porer lukker, så billedet er fastgjort på arket.

Feature fryse teknologien også i det faktum, at de tre farver af maling påføres ikke på samme tid, og til gengæld, så udskrivning kommer i tre kørsler. Derudover er der mulighed for en ekstra kørsel til lamineringssider. Lamination giver dig mulighed for yderligere at beskytte udskrifterne fra eksterne negative påvirkninger, og samtidig give dem en attraktiv glansglans.

Sårbarheden af ​​sublimeringsteknologi - udskriver følsomhed overfor ultraviolet. Nu bliver dette problem overvundet ved at udvikle en ny type blæk. De største ulemper ved bærbare fotoskrivere kan betragtes som lav hastighed og små printformat. Ideel til ferie, men ikke seriøs til kontoret, som sublimeringsprintere har en smal specialisering - udskrivning af fotos, og derudover er de ikke designet til en stor opgaveflow.

Store volumener og høje udskrivningshastigheder kombineret med høj pålidelighed og nem vedligeholdelse er fordelene ved solide blækprintere.

Solid trykfarve

Blandt de mest moderne moderne trykteknologier tilbyder carbide særlig store muligheder for erhvervsmæssig brug. På grund af sin økonomi og hastighed er hårdblækprinteren ideel til at arbejde med store mængder farvedokumentation og leverer højkvalitativ højhastighedstryk, som ikke altid er tilgængelig selv for de bedste laserapparater. Så med Xerox ColorQube-printere kan udskrivningshastigheder nå 85 ppm, og udgangen af ​​det første print tager kun 5 sekunder.

Nøglefunktionen i fastblækprintere er, at de i første omgang fokuserer på højhastighedstryk og samtidig er det tusindende print lige så klart og lyst som det første, fordi udskriftskvaliteten i dette tilfælde ikke afhænger af antallet af udskrevne sider. Desuden udskrives sådanne printere med samme succes på papir af forskellig densitet.

Blækpatroner til Xerox hard-core printere

Et slående eksempel på en moderne solid state printer er Xerox Phaser 8560. Denne model er designet til mellemstore arbejdsgrupper. At sætte fire farver blæk på samme tid giver mulighed for at nå høje hastigheder af farvetryk. Piezo-dyser giver mere intens dråbeudkast end inkjetprintere. Smeltet blæk bages på papir øjeblikkeligt uden spredning eller spredning og kendetegnes af misundelsesværdig holdbarhed. I løbet af det tidspunkt, hvor apparatet passerer, har papiret ikke tid til at blive meget varmt, så du kan straks udskrive den anden side af pladen - uden at skade den første.

Stænger af tørblæk - sticks - svarer til forskellige CMYK-systemer. De er velegnede til brug og opbevaring: de pletter ikke hænder og tøj, de tørrer ikke ud. Stangen i hver farve, designet til en bestemt printermodel, har sin egen unikke form, som gør det muligt at undgå fejl, når den installeres i printeren.

Også værd at bemærke er den høje pålidelighed Solid enheder - trykvaerket design har en meget enkel og indeholder få bevægelige dele, hvilket reducerer risikoen for brud. Et fotodrum i en hård blækprinter erstattes om hvert femte år. Moderne modeller er udstyret med et bredt printhoved, som næsten ikke behøver at bevæge sig for at dække hele tromlens bredde. Der kræves mindre bevægelse kun ved tilladelser over 2400 dpi. Udskrivningshastigheden er således høj, og slid på komponenter er minimal.

Når faste blækprintere blev betragtet som en meget dyr fornøjelse, men nu er deres omkostninger faldet markant. Samtidig har printeren minimal miljøpåvirkning og udsender ikke ozon. Det er også vigtigt, at farvefast blækprint koster næsten halvdelen af ​​prisen på laserprint.

Forberedelse af faste blækprintere til arbejde foregår i flere faser. For det første opvarmes kapaciteten af ​​printhovedet til 140-180 ° C. Samtidig begynder smelten af ​​fast blæk på keramiske plader såvel som opvarmning af metalfotodrummet. Den smeltede blæk strømmer ind i de varme hulrum på skrivehovedet. Når tanke er fulde opvarmes pladerne op.

Det næste trin er at rense skrivehoveddyserne ved hjælp af en rengøringsenhed med en vakuumpumpe. Efter at have været tæt flyttet til hovedets dyser trækker renseenheden luft ud af dem og absorberer noget af det smeltede trykfarve. Når han vender tilbage til startpositionen, aflader han det varme blæk i en særlig affaldsbakke. Der hærder de igen. Den færdige tilberedningsindretning opretholdes i en "opvarmet tilstand", således at det smeltede tryk ikke afkøles og ikke størknes igen.

Manglerne er ret indlysende. Hver gang printeren tændes, sker der en lille blækudstødning, og ca. 5% af hver patron er spildt. Opvarmningsprocessen selv tager cirka 15 minutter, så en hyppig genstart af apparaterne flyver ind i en smuk penny. Ideelt set bør printeren ikke være slukket helt - det er bedre at holde det i driftstilstand hele tiden, ligesom en server. På virksomheden er det ikke særlig vanskeligt, især da der er i dvaletilstand, bruger enheden meget lidt energi.

Hvis der under plukningen slukkes strømmen pludselig, kan dyserne blive tilstoppet med frosset blæk og skal rengøres. Derfor, når en ustabil strømforsyning er tilsluttet printeren via en UPS (uninterruptible power supply).

Dokumenterne, der er oprettet ved hjælp af den faste blækudskrivningsmetode, er bange for temperaturer over 125 ° C, så hvis du forbereder en formular, der senere udføres gennem en laserprinter, kan blækket ikke modstå kontakt med varmeren af ​​laservarmeren.

En anden ulempe ved den faste blækteknologi er, at når farveprint anvendes, har lysarealerne i farvebilledet en mærkbar rasterstruktur. Årsagen er, at blækdråberne er tydeligt fastgjort på deres steder, og dyserne er tilstrækkeligt adskilt. På trods af den gode farvegengivelse er hårdmetalindretning derfor ikke egnet til fotoudskrivning.

fund

Så for at opsummere vores samtale skal du kort og igen kortlægge funktionerne og omfanget af hver af de ovenfor beskrevne printteknologier.

Inkjet-udskrivning - bruges både i professionel udskrivning og hjemme eller i et lille kontor. Den bruges ikke kun i printere og multifunktionsprintere, men også i plottere, da den passer bedst til udskrivning af højopløsningsmaterialer, herunder fotografier, reklame og souvenirs, geografiske kort og teknisk dokumentation (CAD, GIS). Giver dig mulighed for at udskrive på overfladen af ​​optiske diske, hvilket er meget praktisk til designet af CD / DVD-samling. En anden vigtig fordel ved inkjet-enheder er en overkommelig pris. De største ulemper er lav hastighed og høje omkostninger til trykning; relativt høje ejeromkostninger.

Laserudskrivning er det ideelle valg for dem, der udskriver ofte og i store mængder. Rimeligt valg til kontor, især for mellemstore og store arbejdsgrupper. De vigtigste fordele ved laserudstyr: høj hastighed og lave omkostninger ved udskrivning, god skarphed og billeddetaljer, modstandsdygtighed over for høje belastninger, "langvarig" toner, som i modsætning til flydende blæk ikke spredes og opbevares i lang tid. Ulemper ved teknologi: de relativt høje omkostninger ved udstyr, frigivelsen af ​​ozon, den øgede koncentration, som forværrer sundheden. Desuden er laserudstyr ikke så kompakte som jetmaskiner.

LED-udskrivning er i mange henseender ligner en laser, har samme fordele, men i stedet for at bruge en laserstråle bruger en LED-linjal, hvilket reducerer ejeromkostningerne til enheden og eliminerer fuldstændig frigivelsen af ​​ozon. I LED-printere, der bruger single-pass tandem-teknologi, øges hastigheden og kvaliteten af ​​farveprint væsentligt. En anden teknologi - ProQ2400 - bringer kvaliteten af ​​farveprint tættere på fotografisk, og indstiller en anden intensitet for hver farve. LED-printeren er virkelig pålidelig i arbejde og er perfekt til et moderne kontor, især for organisationer med intensiv dokumentflow. Den største ulempe ved teknologien er, at det er umuligt at oprette to helt identiske LED-stænger, hvilket betyder, at udskrifter på to printere af samme model ikke vil være 100% ens. Af øjen er forskellen ikke mærkbar, men med nøjagtige målinger det detekteres. Desuden er LED-linjalen stadig lidt under laserstrålen hvad angår positioneringsnøjagtighed.

Sublimation print er en drøm om en amatørfotograf og en vacationer. Hvis du vil dele levende minder fra resten med dine kære eller endda oprette postkort og kalendere fra dine fotos, vil en farvestof-sublimeringsprinter hjælpe dig med at opnå det ønskede, selv uden en computer. Du kan udskrive fotos direkte fra USB-drev, digitale kameraer og hukommelseskort. Nogle sublimeringsprintere er udstyret med Bluetooth-adaptere, så du kan udskrive direkte fra en mobiltelefon. Og hvis du beslutter dig for at oprette forbindelse til en computer, kan Wi-Fi hjælpe dig. At skabe saftige, realistiske billeder med et stort niveau af definition kræver ikke yderligere viden og indsats fra dig. Men glem ikke, at anvendelsesområdet for sublimeringsteknologi

Hvordan man ikke barberer før hårfjerning

Vil salicylsyre hjælpe skæl, hvordan man bruger det korrekt for at opnå resultater