Лазерни диоди: принцип на работа, видове и приложения

Изобретението на полупроводников лазерен диод заслужено се смята за едно от най-добрите постижения в областта на физиката през втората половина на миналия век. Независимото развитие на съветски и американски учени в областта на оптичното облъчване на твърдотелни материали, проведено преди повече от половин век, днес показва тяхната ефективност в областта на вътрешната, индустриалната и военната сфера.
За разлика от диодите, излъчващи светлина, чиято работа се основава на спонтанно излъчване на фотони, лазерните диоди имат по-сложен принцип на работа и кристална структура.

Принцип на действие

За да разберете откъде идват фотоните, помислете за процеса на рекомбинация (изчезването на чифт свободни носители - електрони и дупки). Когато се прилага пряко напрежение към р - n диодния възел, настъпва инжекция, т.е. рязко увеличение на концентрацията на неравновесни носители. В процеса на инжектиране, движещи се един към друг, електроните и дупките се рекомбинират, излъчващи енергия под формата на частица - фотон и квазипартикул - фонон. Това е спонтанното излъчване, наблюдавано в светодиодите.

В случая на лазерен диод, вместо спонтанен, е необходимо да се стартира механизмът на стимулирана емисия на фотони със същите параметри. За целта се формира оптичен резонатор от кристал, преминаващ през който фотон с определена честота принуждава електронните носители да се рекомбинират, което допринася за появата на нови фотони със същата поляризация и фаза. Те се наричат ​​съгласувани.

В този случай е възможно да се извършва сондиране само при наличие на прекомерно голям брой носители на електрони при горното енергийно ниво, което се отделя в резултат на инжектирането. За да направите това, използвайте тока на помпата на такава сила, за да предизвикате инверсия на популациите на електрони. С това явление се има предвид състояние, в което горното ниво е много по-населено от електрони, отколкото от долната. В резултат на това се стимулира съгласувано фотонно излъчване.

Освен това, такива фотони се отразяват многократно от краищата на оптичния резонатор, като се задейства стартирането на положителна обратна връзка. Това явление е лавинообразно, в резултат на което се ражда лазерно лъчение. По този начин създаването на всеки оптичен генератор, включително лазерен диод, изисква изпълнението на две условия:

  • наличието на кохерентни фотони;
  • организиране на положителна оптична обратна връзка (IEE).

За да се предотврати разсейването на образувания лъч поради дифракция, устройството е сглобено с събирателна леща. Видът на инсталираните лещи зависи от типа лазер.

Видове лазерни диоди

През годините на разработка лазерното диодно устройство е претърпяло много промени. Дизайнът му бе подобрен, до голяма степен благодарение на появата на високотехнологично оборудване. Най-високата прецизност на допинга и полирането на полупроводникови кристали, както и създаването на хетероструктурен модел са факторите, които осигуряват висок коефициент на отражение при интерфейса кристал-въздух и образуването на кохерентно излъчване.

Първият лазерен диод (диод с хомоструктура) имаше един п - n възел и може да работи изключително в импулсен режим поради бързото прегряване на кристала. Тя има само историческо значение и не се прилага на практика.

Лазерният диод с двойна хетероструктура (DGS диод) се оказва по-ефективен. Неговият кристал се основава на две хетероструктури. Всяка хетероструктура е материал (галиев арсенид и алуминиев галиев арсенид) с малка ивица, която се намира между слоевете с по-голяма лента. Предимството на лазерен диод на DGS е значително увеличение на концентрацията на биполярни носители в тънък слой, което значително ускорява проявата на положителна обратна връзка. В допълнение, отразяването на фотоните от хетероункюни води до намаляване на тяхната концентрация в района на ниска амплификация и следователно увеличава ефективността на цялото устройство.

Лазерният диод с квантови кладенци е подреден в съответствие с принципа на DGS диод, но с по-тънка активна област. Това означава, че елементарните частици, попадащи в такава потенциална ямка, започват да се движат в една и съща равнина. Ефектът на квантуване в този случай замества потенциалната бариера и служи като генератор на радиация.

Недостатъчната ефективност на задържането на светлинния поток в диодите на GHS доведе до създаването на хетероструктуриран лазер със самостоятелно задържане. В този модел кристалът допълнително е покрит със слой материал от всяка страна. Въпреки ниския индекс на пречупване на тези слоеве те със сигурност държат частиците, действайки като светлоуправление. SCH технологията заема водеща позиция в производството на диодни лазери.

Лазерният диод с разпределена обратна връзка (ROS) е част от оптичното оборудване в областта на изграждането на телекомуникационни системи. Дължината на вълната на DFB на лазера е постоянна, което се постига чрез прилагане на напречен жлеб върху полупроводника в областта на рн съединението. Вдлъбнатината изпълнява функцията на дифракционна решетка, като по този начин връща фотони към резонатора само с една (определена) дължина на вълната. Тези кохерентни фотони са включени в усилването.

Лазерният диод, излъчващ повърхността, с вертикален резонатор или с вертикално излъчващ лазер VIL (VCSEL), за разлика от разглежданите по-горе устройства, излъчва светлина, перпендикулярна на повърхността на кристала. Дизайнът на VCSEL се основава на метода за използване на вертикални оптични микрорезонатори с огледала, както и на постиженията на метода DHS и квантовата клапа. Предимството на технологията VCSEL е температурната и радиационна стабилност, възможността за групово производство на кристали и тяхното тестване директно в производствения етап.

VCSEL модификация е VIL с външен резонатор (инч - VECSEL). Двата лазерни диода се позиционират като високопроизводителни устройства с възможност за предаване на данни в бъдеще при скорости до 25 Gbit / s чрез оптична комуникация.

Типове тяло

Популяризирането на лазерните диоди принуждава производителите да разработват самостоятелно нови типове заграждения. Предвид специфичната им цел дружествата пускат все повече и повече нови видове защита и охлаждане на кристала, което води до липса на обединение. Понастоящем няма международни стандарти, които да уреждат огражденията на лазерни диоди.
Опитвайки се да възстанови поръчката, големите производители сключват споразумение за обединяване на сгради. Въпреки това, преди практическото прилагане на неизвестен лазерен диод, винаги трябва да се изяснява целта на проводниците и дължината на вълната на лъчението, независимо от познатия тип случай. Сред индустриално произведените полупроводникови лазери, два типа със следните корпуси са най-често срещани.
1 Устройства с отворен оптичен канал:

  • TO-can (транзистор-външна метална кутия опаковка). Тялото е изработено от метал и се използва при производството на транзистори;
  • C-планина;
  • D-байонет.

2 Устройства с изходни влакна:

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

приложение

Всеки тип лазерен диод намира практическо приложение поради своите уникални характеристики. Цената на пробите с ниска мощност е намаляла няколко пъти, както се вижда от използването им в детски играчки и указатели. Те са оборудвани с лазерни измервателни лентови далекомери, които позволяват на един човек да измерва разстояния и свързаните с тях изчисления. Червените лазери се основават на работата на четци за баркодове, компютърни манипулатори и DVD плейъри. Някои видове се използват за изследване и за изпомпване на други лазери. Най-популярните лазерни диоди за предаване на данни в оптични мрежи. Новите модели VCSEL осигуряват скорост от 10 Gbit / s, което отваря допълнителни възможности за комплекс от телекомуникационни услуги, включително:

  • допринасят за нарастването на скоростта на интернет;
  • подобряване на телефонните и видеообажданията;
  • подобряване на качеството на телевизионното приемане.

Резултатът от подобряването на лазерния диод е повишеният експлоатационен живот, който сега е сравним с времето между отказите на диодите, излъчващи светлина. Намаляването на тока на помпата увеличи надеждността на устройствата и техният принос за развитието на техническия прогрес не е по-малък от този на другите електронни компоненти.

Сравнителни характеристики на светодиода и лазера;

Основните параметри и характеристики на източниците на радиация.

Изисквания към източници на лъчение за оптични влакна

1. Лазерите и светодиодите трябва да изучават светлинната енергия при дължина на вълната, съответстваща на една от минималните стойности на общата загуба на оптичните влакна на оптичния кабел.

2. За да се осигури ефективно въвеждане на лъчение в светлинния водач.

3. Имат малки общи размери, маси.

4. Имате ниска консумация на енергия.

5. Да бъдеш прост, надежден, издръжлив.

1. Дължината на вълната на излъчване λ,

2. Ширината на спектъра на емисиите Δλ,

3. Радиационна мощност P,

4. Консумация на енергия

5. Лимит на максимална честота на модулация fмакс,

6. Моделът на радиационната мощност

7. Уат-амперна характеристика

8. Спектрална характеристика.

За разлика от лазера в светодиода, лъчението се появява спонтанно (спонтанно), а лъчът има по-ниска радиационна мощност и широк модел на излъчване.

Зависимостта на изходната мощност на светодиода от възбуждащия ток е почти линейна (фигура 15.4). При лазерите тази зависимост е рязко нелинейна. След определена стойност, наречена нивото на прага, силата рязко се увеличава и зависимостта му от тока се променя значително. Малкият излишък от праговото ниво води до увеличаване на лазерния шум и до намаляване на експлоатационния живот на устройството. Прагът на генериране зависи от работната температура и промените във времето. Ето защо, за да регулирате отклонението и модулиращия сигнал в предавателя, трябва да прегледате веригата за обратна връзка.

Полупроводникови лазери генерират повече от светодиоди, изходната мощност е до 10 15mW, за светодиоди - 1... 3mW.

Широкият спектър на емисиите на LEDs Δλ = 30... 100nm надхвърля ширината на спектъра на лазерите десетки пъти, за лазерите Δλ = 2nm.

Радиационната мощност е постоянна до fмакс - максимално допустима честота на модулация. На честотите над fмакс ефективността на източника на радиация пада. Светодиоди fмакс равна на 100... 200 MHz, докато лазерите имат повече от 2 GHz.

Светодиодите се използват при скорости на данни до 100 Mbit / s, а лазерите също надхвърлят 100 Mbit / s.

Светодиодите обаче са по-лесни за производство, по-евтини и имат по-голяма издръжливост (светодиодът има 10 6 часа, лазерът има до 10 5 часа).

ELEKTROSAM.RU

търсене

Лазерни диоди. Видове. Устройство и работа. връзка

Лазерни диоди - по-рано производството на лазери е свързано с големи трудности, тъй като това изисква малък кристал и разработването на схема за нейната работа. За обикновения радиолюбител такава задача беше невъзможна.

С разработването на нови технологии възможността за получаване на лазерен лъч в домашната среда стана реалност. Електротехническата индустрия днес произвежда миниатюрни полупроводници, които могат да генерират лазерен лъч. Тези полупроводници са лазерни диоди.

Повишената оптична мощност и отличните функционални параметри на полупроводника позволяват да се използва в измервателни уреди с повишена точност както в производството, така и в медицината и в ежедневието. Те са основата за записване и четене на компютърни дискове, училищни лазерни указатели, нивомери, дистанционни измервателни уреди и много други устройства, полезни за хората.

Появата на такъв нов електронен компонент е революция в създаването на електронни устройства с различна сложност. Високоенергийните диоди образуват лъч, който се използва в медицината при извършване на различни хирургически операции, по-специално за възстановяване на зрението. Лазерният лъч може бързо да коригира обектива на окото.

Лазерните диоди се използват в измервателните устройства в ежедневието и промишлеността. Устройствата се изработват с различна мощност. Мощността от 8 вата е достатъчна за монтаж в условията на живот на преносим габарит. Това устройство е надеждно в действие и е в състояние да създаде много дълъг лазерен лъч. Попадането на лазерния лъч в очите е много опасно, тъй като на малка дистанция лъчът може да повреди меките тъкани.

Устройство и принцип на работа

В прост диод положително напрежение се прилага на анода, тогава ние говорим за изместване на диод в посока напред. Дупки от региона "p" се инжектират в регион "n" на р - n възел, а от област "n" в област "p" на полупроводника. Когато дупките и електронът се намират един до друг, те рекомбинират и излъчват фотона енергия с определена дължина на вълната и фонон. Този процес се нарича спонтанно излъчване. При светодиоди той е основният източник.

Но при определени условия дупката и електронът могат да бъдат на едно и също място за дълго време (няколко микросекунди) преди рекомбинацията. Ако понастоящем през този регион минава фотон с резонансна честота, това ще доведе до принудителна рекомбинация и ще бъде излъчен втори фотон. Неговият посока, фаза и поляризационен вектор съвсем съвпадат с първия фотон.

Полупроводниковият кристал е направен под формата на тънка плоча с форма на правоъгълник. Всъщност тази плака играе ролята на оптичен вълновод, при който радиацията действа в ограничен обем. Повърхностният слой на кристала се модифицира, за да образува "n" региона. Долният слой се използва за създаване на "p" област.

В крайна сметка се оказва плосък преход на пн голяма площ. Двата странични края на кристала се полират, за да се създадат паралелни гладки равнини, които образуват оптичен резонатор. Един случайно фотон, перпендикулярен на равнините на спонтанно излъчване, минава през целия оптичен вълновод. В този случай, преди да излезе, фотонът ще бъде отразен няколко пъти от краищата и преминавайки по резонаторите ще създаде принудена рекомбинация, като по този начин ще се образуват нови фотони със същите параметри, което ще доведе до увеличаване на лъчението. Когато печалбата надвиши загубата, ще започне създаването на лазерния лъч.

Има различни видове лазерни диоди. Основните са направени на особено тънки слоеве. Тяхната структура е в състояние да генерира радиация само паралелно. Но ако вълноводът е широк в сравнение с дължината на вълната, то той вече ще функционира в различни напречни режими. Такива лазерни диоди се наричат ​​многоетажни.

Използването на такива лазери е оправдано, за да се създаде повишена радиационна мощност без качествено сближаване на лъча. Част от нейното разпръскване е разрешено. Този ефект се използва за изпомпване на други лазери, при химическо производство, лазерни принтери. Ако обаче е необходимо определено фокусиране на лъча, вълноводът трябва да бъде направен с ширина, сравнима с дължината на вълната.

В този случай ширината на лъча зависи от границите, наложени от дифракцията. Такива устройства се използват в оптични устройства за съхранение, оптична технология, лазерни указатели. Трябва да се отбележи, че тези лазери не са в състояние да поддържат няколко надлъжни режима и излъчват лазерен лъч при различни дължини на вълните едновременно. Забранената зона между енергийните нива "p" и "n" на диода оказва влияние върху дължината на вълната на лъча.

Лазерният лъч на изхода веднага се разминава, тъй като излъчващият компонент е много тънък. За да компенсирате това явление и да създадете тънък лъч, използвайте събирателни лещи. Цилиндричните лещи се използват за широкомащабни лазери. В случая на лазери с единична къса, когато се използват симетрични лещи, лазерният лъч ще има елипсовидно напречно сечение, тъй като вертикалното отклонение надвишава размера на лъча в хоризонталната равнина. Добър пример за това е лазерният показалец.

В разглежданото елементарно устройство не е възможно да се изолира определена дължина на вълната, с изключение на вълната на оптичния резонатор. При устройства с материал, способен да усилва лъча в голям честотен диапазон и с няколко режима, е възможно да се действа на различни вълни.

Обикновено лазерните диоди работят на една и съща дължина на вълната, което обаче има значителна нестабилност и зависи от различни фактори.

вид

Устройството на горните диоди има n-p структура. Такива диоди имат ниска ефективност, изискват значителна мощност на входа и работят само в импулсен режим. Те не могат да работят по различен начин, тъй като бързо се прегряват, поради което не се използват широко в практиката.

Двойните хетероструктурни лазери имат слой от вещество с тесен интервал на лентата. Този слой се намира между слоевете на материала, който има широка забранена зона. Обикновено се използват алуминиево-галиев арсенид и галиев арсенид, за да се направи лазер с двойна хетероструктура. Всяко от тези съединения с два различни полупроводника се нарича хетероструктура.

Предимството на лазерите с такава специална структура е, че областта на дупките и електроните, която се нарича активна област, е в средния тънък слой. Ето защо, печалбата ще създаде много повече двойки дупки и електрони. В района с ниска печалба тези двойки ще останат малки. Освен това, светлината ще бъде отразена от хетероунжекциите. С други думи, радиацията ще бъде напълно в района на най-ефективната печалба.

Квантов кладенец диод

Когато средният слой на диода е по-тънък, той започва да функционира като квантова кладенеца. Следователно, енергията на електрон ще бъде квантувана вертикално. Разликата между енергийните нива на квантовите кладенци се използва за образуване на радиация вместо бъдещата бариера.

Това е ефективно за контролиране на вълната на гредата в зависимост от дебелината на средния слой. Този тип лазер е много по-ефективен, за разлика от еднослойния модел, тъй като плътността на дупките и електроните се разпределя по-равномерно.

Хетероструктурни лазери

Основната характеристика на тънкослойни лазери е, че те не са в състояние ефективно да държат лъч светлина. За да се реши този проблем, два допълнителни слоя се поставят от двете страни на кристала, които имат по-ниска рефракция, за разлика от централните слоеве. Подобна структура е подобна на светлинно ръководство. Тя държи гредата много по-добре. Това са хетероструктури с отделно задържане. Тази технология произвежда голяма част от лазерите през 90-те години.

Лазерите с обратна връзка се използват основно за оптична комуникация. За да се стабилизират вълните в рн съединението, се прави кръстосан прорез, за ​​да се създаде дифракционна решетка. Поради това само една дължина на вълната се връща към резонатора и се усилва. Такива лазери имат постоянна дължина на вълната. Тя се определя от решетката. Под въздействието на температурата прореза се променя. Този модел лазер е в основата на телекомуникационните оптични системи.

Има и лазери модели VCEL и VESSEL, които са повърхностно излъчващи модели с вертикален резонатор. Тяхната разлика се крие във факта, че моделът VESSEL има външен резонатор и неговият дизайн идва с оптична и текуща помпа.

Функции за свързване

Лазерните диоди се използват в много устройства, където е необходим насочен светлинен лъч. Основният процес при монтажа на устройството, използвайки лазер със собствените му ръце, е правилната връзка.

Лазерните диоди се различават от миниатюрни кристални светодиоди. Следователно, той концентрира силната мощност и, следователно, големината на тока, която може да доведе до провал. За да се улесни работата на лазера, има специални схеми на устройства, които се наричат ​​шофьори.

Лазерите се нуждаят от стабилна мощност. Има обаче модели с червена светлина на лъча и работи в нормален режим дори при нестабилна мрежа. Ако има водач, тогава диодът не може да бъде свързан директно. За това е необходим допълнителен сензор за ток, чиято роля често се играе от резистор, свързан между тези елементи.

Такава връзка има недостатъка, че отрицателният полюс на захранването не е свързан с минус на веригата. Друг недостатък е спадът на мощността в резистора. Ето защо, преди да свържете лазера, трябва внимателно да изберете драйвера.

Видове шофьори

Има два основни типа драйвери, които могат да осигурят нормалния режим на работа на лазерните диоди.

Импулсният драйвер се получава по аналогия на конвертор за импулсно напрежение, който може да повдига и спуска този параметър. Изходната мощност и входът на такъв водач са приблизително еднакви. Има обаче известно количество топлинно поглъщане, което консумира малко количество енергия.

Линейният драйвер работи по схема, която най-често прилага повече напрежение към диода, отколкото се изисква. За да го намалим, се изисква транзистор, който превръща излишната енергия в топлина. Водачът има ниска ефективност, така че не се използва широко.

При използване на линейни микросхеми като стабилизатори, когато входното напрежение намалява, диодният ток ще намалее.

Тъй като лазерите се захранват от два вида драйвери, диаграмите на свързване са различни.

Веригата може да съдържа и източник на енергия под формата на батерия или батерия.

Батериите трябва да произвеждат напрежение от 9 волта. Също така веригата трябва да има текущ ограничаващ резистор и лазерен модул. Лазерните диоди могат да бъдат намерени в дефектното устройство от компютъра.

Лазерният диод има 3 щифта. Средната мощност се свързва с отрицателната (плюс) мощност. Plus се свързва към десния или левия крак, в зависимост от производителя. За да определите правилния крак за връзка, трябва да приложите захранване. За да направите това, можете да вземете две батерии от 1,5 V и съпротивление от 5 ома. Източникът минус е свързан със средния крак на диода, плюс първото наляво, след това с десния крак. Чрез такъв експеримент можете да видите кой от тези крака "работи". Същият метод се използва за свързване на диод към микроконтролер.

Диодите могат да работят от пръсти батерии, батерии за мобилни телефони. Не трябва обаче да забравяме, че е необходим допълнителен ограничителен резистор от 20 ома.

Свържете се с домашната мрежа

За тази цел е необходимо да се осигури допълнителна защита срещу високи честоти на напрежението.

Стабилизаторът и резисторът създават блок, който предотвратява текущите капки. За изравняване на използваното напрежение Zener диод. Капацитетът предотвратява възникването на високочестотно пренапрежение. При правилен монтаж се осигурява стабилна работа на лазера.

Процедура за свързване

Най-удобно за работа ще бъде червеният диод с мощност от около 200 mW. Тези модели са оборудвани с компютри с полупроводникови дискови устройства.

• Преди да свържете с батерия, проверете работата на лазерния диод.
• Изберете най-яркия полупроводник, който е необходим. Ако диодът е взет от компютърно дисково устройство, то той свети с инфрачервена светлина. Не насочвайте лазера в очите, тъй като това ще увреди очите.
• Монтирайте диода на радиатора за охлаждане под формата на алуминиева плоча. За да направите това, предварително пробийте дупка.
• Смажете между диода и радиатора.
• Свържете резистор с 20 ома и 5 вата съгласно схема с батерии и лазер.
• Диоден шунт керамичен кондензатор от всякакъв капацитет.
• Развийте диода от себе си и проверете неговата работа, като свържете захранването. Трябва да се появи червен лъч.

Когато свързвате, имайте предвид сигурността. Всички връзки трябва да бъдат с високо качество.

Лазерен лъч

Лазерният светодиод е фундаментално различен от обикновения светодиод чрез наличието на вграден резонатор, който позволява да се получи индуцирано лъчение с висока степен на съгласуваност (консистенция между фазите на оптичните колебания).

В полупроводников лазер радиацията се индуцира чрез принудителна рекомбинация. Това позволява да се контролира радиацията с помощта на електромагнитни вълни и да се генерира последователен поток от светлина.

Нека да разберем: как работи?

Представете си, че плоската ПН-връзка е изместена в посока напред (Фигура 1). В този случай се извършва инжектиране на дупки в областта n и обратното - електрони в областта p. По време на този преход рекомбинацията може да се появи в граничния (активен) регион, който ще бъде придружен от излъчване на квант. Такова излъчване се нарича спонтанно. Въз основа на спонтанното излъчване работят обикновени светодиоди. Ако електронът и дупката са на кратко разстояние в активната зона и квантовата светлина с определена (резонансна) честота минава през този регион, тогава рекомбинацията ще се извърши неволно. В този случай ще се разпредели още една квантова светлина със същите параметри като кванта, който е причинил рекомбинацията. За да се увеличи стимулираната рекомбинация, краищата на полупроводникови кристали се правят паралелно и полирани (на Фигура 1 те се обозначават като "оптично плоско лице"). По този начин се създава т.нар. Оптичен резонатор. Квантите, които многократно се отразяват от полираните повърхности, "летят" по време на прехода, провокират процесите на принудителна рекомбинация. В крайна сметка те излизат в посока, тясно перпендикулярна на оптически гладките лица. Когато броят на квантите, които се появяват в резултат на такова стимулиране, значително надвишава броя, който се появява спонтанно, започва да се извършва излъчване.

Интензивността на лъчението зависи от силата на тока, протичащ през р-съединението. При ниски токове лазерът работи като неефективен обикновен светодиод, защото се получава само спонтанно излъчване. Когато токът надвиши определена прагова стойност - радиацията се стимулира и мощността рязко се увеличава. Този метод на стимулиране на лазерното лъчение често се нарича помпане с електрически ток. Съществува и метод за оптично изпомпване, когато полупроводникови атоми се възбуждат от кванти от мощен (не непременно съгласуван) емитер.

Излизайки от полупроводников кристал, кохерентната светлина, дължаща се на дифракция, е разпръсната във всички посоки. Поради това, за да се образува тесен лъч, е необходимо да се използват събирателни лещи.

Диапазонът на дължината на вълната, в който може да се създаде полупроводников лазер, покрива по-голямата част от видимия спектър, както и близкия и средния инфрачервен диапазон.

Разбира се, лазерният LED днес е претърпял много промени и подобрения в дизайна си, но вече представлява по-сложна структура, отколкото обикновен възел, но основният принцип на неговата работа остава, както е описано по-горе.

Основните материали, използвани при производството на лазерни диоди, са GaIs на галиев арсенид, AlGaA от алуминиев галий, галиев фосфид GaP, галиев нитрид GaN, индий галиев нитрид InGaN и други.

Диодите с лазерен лъч или полупроводниковите лазери се използват широко в различни области. Те се използват в оптични комуникационни системи, в четци за баркодове. В различни домакински устройства: компютърни мишки, CD плейъри, проектори и, разбира се, лазерни указатели.

Лазерните лазери с висока мощност се използват за изпомпване на лазери в твърдо състояние, което ви позволява да постигнете много висока ефективност.

Друго приложение е лазерната спектроскопия, при която използването на лазери прави възможно използването на фундаментално нови методи за изследване на веществата. Лазерите са незаменими в научните изследвания, активно се въвеждат в медицината както за диагностични, така и за терапевтични цели.

Разликата между светодиода и лазера

Има две основни разлики между лазерен диод и светодиод. Първо: - лазерният диод има вграден оптичен резонатор, а вторият: - лазерният диод работи при много по-високи стойности на течностите на помпата, което позволява да се получи режим на индуцирана емисия, когато се повиши определена прагова стойност. Това лъчение се характеризира с висока кохерентност, така че лазерните диоди имат много по-малка широчина на емисионния спектър от 1-2 nm срещу 30-50 nm за светодиодите.

Фиг. 18. Уат-амперни характеристики: 1 - лазерен диод; 2 - светодиод

Зависимостта на радиационната мощност от тока на помпата се описва чрез характеристиката на вата ампер на лазерния диод (фиг.18).

Има четири основни типа лазерни диоди: с резонатор Fabry-Perot, с разпределена обратна връзка, с разпределено разсейване на Bragg, с външен резонатор (фиг.19).

Организирането на предаването на оптични сигнали не е достатъчно, за да има само източник на радиация. При всеки проект на POM има специален държател (корпус), който ви позволява да защитите и обезопасите компонентите на предавателя: източник на излъчване, възел

Фиг. 19. Три основни типа лазерни диоди:

а) лазер с обработена обратна връзка, DFB лазер;

б) браг лазер с разпределено Bragg отражение, DBR лазер;

в) лазер с един външен резонатор, EC лазер

електрически интерфейс и интерфейс към влакното. За сложни лазерни системи добавете мониторинг на изхода на оптичния сигнал. Общата схема на конструкцията на оптичния предавател, в която не всички елементи са задължителни, е показана на Фиг.

Фиг. 20. Компонентите на предаващия оптоелектронен модул (POM)

Как да свържа верига лазерни диоди

Днес много домакински уреди и всеки друг план използват лазерни диоди (полупроводници), за да създадат фокусиран лъч. И най-важната точка в самостоятелното сглобяване на лазерната система е свързването на диода.

В тази статия ще научите за всичко, което е необходимо за висококачествено свързване на лазерен диод.

Характеристики на полупроводника и неговите връзки

Лазерният модел се различава от осветен диод в много малка площ от кристал. В тази връзка има значителна концентрация на мощност, която води до краткосрочно превишаване на тока в кръстовището. Поради това такъв диод може лесно да изгори. Ето защо, за да може лазерният диод да работи възможно най-дълго, е необходима специална схема - водач.

Обърнете внимание! Всеки лазерен диод трябва да бъде снабден със стабилизиран ток. Въпреки че някои сортове, които дават червена светлина, се държат доста стабилни, дори и да не са стабилни храни.

Червен лазерен диод

Но дори и ако се използва драйвер, диодът не може да бъде свързан към него. Той също така изисква "токов сензор". В ролята си често е обща жица на ниско съпротивление резистор, който е включен в пропастта между тези части. В резултат веригата има един основен недостатък - захранването минус е "отрязано" от захранването минус. В допълнение, тази верига има още една минус - загуба на мощност се случва на ток-измерващ резистор.
Ако ще свържете лазерен диод, трябва да разберете кой драйвер трябва да бъде свързан към него.

Класификация на водача

В момента има два основни типа драйвери, които могат да бъдат свързани с нашия полупроводник:

  • импулсен водач. Това е специален случай на пулсов преобразувател на напрежение. Тя може да бъде както надолу, така и нагоре. Тяхната входна мощност е приблизително равна на изхода. В същото време има леко превръщане на енергията в топлина. Опростената схема на драйверите за импулси е както следва;

Схема за опростени схеми за импулси

  • линеен драйвер. За такъв водач веригата обикновено доставя повече напрежение, отколкото изисква полупроводниковият. За да се гаси, е необходим транзистор, който ще освободи допълнителна енергия с топлина. Такъв водач има малка ефективност и поради това се използва изключително рядко.

Обърнете внимание! С помощта на стабилизатори на линейни интегрални схеми с падане на входното напрежение през диода токът ще намалее.

Диаграма на водача на линията

Поради факта, че захранването на всеки лазерен диод може да се осъществи чрез два различни вида драйвери, схемата на свързване ще бъде различна.

Функции за свързване

Веригата, която ще се използва за захранване на лазерния диод, може да съдържа не само водача и "токовия датчик", но и захранващия източник - батерия или батерия.

Опция за диаграма на връзката

Обикновено батерията / акумулаторът в този случай трябва да има напрежение 9 V. В допълнение към тях лазерният модул и резисторът, ограничаващ тока, трябва да бъдат включени в схемата.

Обърнете внимание! За да не се харчат пари за диода, той може да бъде премахнат от DVD устройството. В този случай трябва да бъде компютърно устройство, а не стандартно устройство.

Лазерният полупроводник има три изхода (краката), два от които са разположени отстрани и един - в средата. Средният изход трябва да бъде свързан към отрицателния извод на избрания източник на захранване. Положителният терминал трябва да бъде свързан към лявото или дясното краче. Изборът на лявата или дясната страна зависи от производителя на полупроводници. Следователно е необходимо да се определи кой изход ще бъде: "+" и "-". За да направите това, полупроводникът трябва да се захранва. Тук две батерии ще се справят перфектно, всяка с 1,5 волта, както и 5 Ohm резистор.
Отрицателното електрическо захранване трябва да бъде свързано към централното отрицателно захранване, определено от диода. В този случай положителната страна трябва да бъде свързана към всеки от двата останали терминали на полупроводника на свой ред. По този начин той може да бъде свързан към микроконтролера.
Захранването на лазерния диод може да се извърши с 2-3 батерии с пръст. Но ако желаете, можете да включите и батерия от мобилен телефон във веригата. В този случай, трябва да помните, че ще ви е необходим допълнителен ограничителен резистор от 20 ома.

Свързване към 220 V мрежа

Полупроводникът може да се захранва от 220 V. Но тук е необходимо да се създаде допълнителна защита срещу високочестотни токове на напрежение.

Опция за захранване с диод от мрежата в 220

Такава схема следва да включва следните елементи:

  • регулатор на напрежението;
  • текущ ограничителен резистор
  • кондензатор;
  • лазерен диод.

Съпротивлението и стабилизаторът ще образуват блок, който може да предотврати текущите емисии. А ценерови диод е необходима, за да се предотврати напрежение шпайкове. Кондензаторът ще предотврати появата на високочестотни изблици. Ако такава верига е била правилно сглобена, стабилната работа на полупроводника ще бъде гарантирана.

Инструкции за свързване стъпка по стъпка

Най-удобният от гледна точка на създаването на лазерна машина със собствените си ръце ще бъде червен полупроводник с мощност от около 200 милиата.

Обърнете внимание! Той е такъв полупроводник, оборудван с всеки компютър с DVD плейър. Това значително опростява търсенето на светлинен източник.

Връзката е, както следва:

  • за да се свържете, трябва да използвате един полупроводник. Те трябва да се проверят за оперативност (просто се свържете с батерията);
  • изберете по-ярък модел. Когато проверявате инфрачервения светодиод (когато го изваждате от компютъра), той ще светне с лека червена светлина. Не забравяйте, че си

НЕ насочвайте в очите, в противен случай можете напълно да загубите зрението си;

  • След това инсталирайте лазера на домашен радиатор. За да направите това, трябва да пробиете дупка в алуминиевата плоча (дебелина около 4 мм) с такъв диаметър, че диодът да я натисне достатъчно;
  • между лазера и радиатора е необходимо да се приложи малък слой от термопластични материали;
  • След това вземаме керамичен резистор, който има съпротивление от 20 ома с мощност 5 W и наблюдавайки поляритета, ние го свързваме към веригата. Чрез нея трябва да свържете лазера и източника на захранване (мобилна батерия или батерия);
  • самият лазер трябва да бъде преместен с керамичен кондензатор с някакъв капацитет;
  • при по-нататъшно изключване на устройството от себе си, е необходимо да го свържете към захранването. В резултат на това трябва да включите червения лъч.

Червен лъч от домашно устройство

След това може да се фокусира с помощта на двойно изпъкнал обектив. Фокусирайте го за няколко секунди върху една точка върху хартия, която абсорбира червения спектър. Лазерът върху него ще остави червена светлина.
Както можете да видите, се оказа работно устройство, което е свързано към мрежа от 220 V. Използвайки различни схеми и възможности за свързване, можете да създадете различни устройства до джобно лазерно показалец.

заключение

Свързването на лазерен диод, не забравяйте да го боравите безопасно, както и да знаете нюансите, които присъстват в неговата работа. След това остава само да вземете веригата, която харесвате, и да свържете полупроводник. Основното нещо, което трябва да запомните, е, че всички контакти трябва да бъдат добре запоени, в противен случай частта може да изгори по време на работа.

LED принтери: по-надежден лазер, по-добър мастилено-струен принтер

Тъй като вече споменахме материала, в който говорихме за принтерите с твърдо тяло, има връзка към него. Сега няма да се занимаваме с тази тема, защото твърди мастила и LED принтери са подобни само на факта, че малко хора знаят как работят тези технологии и за какво се занимават. Въпреки че се надяваме, че материалът ни е стимулирал интерес към устройствата tverdochernitelnymi.

Името "LED принтер" ясно показва, че устройството е базирано на светодиоди, което най-вероятно изпълнява същата функция като лазера в лазерен принтер. Ако си помислил така, не грешиш. Всъщност, светодиодът заменя лазера - което прави принтера по-надежден без загуба на качество.

Нека да разберем как работи и защо.

Въведение в лазерите

LED технологията за печат е разработена през 80-те години и много производители бързо решават да включат поне един светодиоден принтер в своята линия. Но тя не стана масово - тя не победи лазерните принтери в своята област. По-долу обясняваме защо се е случило това и в какви ситуации LED принтерът е очевидно по-изгоден.

Лазерен принтер (да, не се заблуждавахме и става дума за лазерно устройство) работи както следва. Неговото "сърце" е барабан, покрит със слой от фоточувствителен проводящ материал; той се нарича номинално фотоиндукционен цилиндър. Когато част от барабана се освети, той се проводи и загуби зареждането си, само недекларираните зони остават заредени.

Освен това има две възможни разработки в зависимост от дизайна на принтера. Ако тонерът в касетата има заряд, който е обратно на зареждането на цилиндъра, той се привлича към заредените зони. Ако тя е една и съща такса, която е отблъснати от заредената повърхност и се придържа само към статично изпуска точки - по този начин, се формира изображение линия райони или обезврежда или заредена, това е начина, по който производителят избере. След това хартията се търкаля между барабана и другата шахта, която от своя страна носи зареждането: тонерът се прехвърля върху хартията и се закрепва с помощта на горещ вал ("печка").

Както може да предположите, във всеки от тези случаи светлината се получава чрез тънък лазерен лъч. Това е високата степен на точност на лазера, която позволява да се получи висококачествено изображение. Включването и изключването на лазера се контролира от микроконтролера, а сложна система от призми и огледала помага за формирането на изображение. Сега си представете, че лазерът е бил заменен с LED лента.

Сменете светодиодите

През 80-те години група инженери разработи технология, която позволява смяна на скъпа и сложна лазерна система с всичките си огледала със сравнително евтина LED лента. Лентата може да има от 2500 до 10000 светодиода, в зависимост от разделителната способност на принтера.

Основното предимство на такава система е надеждността. Лазерът и другите компоненти на лазерния принтер непрекъснато се движат по време на печат, т.е. имат части, които са обект на износване, както и механизъм за задвижване. Светодиодите просто светват в онези точки, където искате да изложите изображението. Ако преувеличите, тогава един светодиод - една точка в линията на изображението. Всичките 10 000 светлини - това означава, че е направена линия, която е толкова широка, колкото и отпечатания лист. В този случай микроконтролерът контролира реда на "мигане" на светодиодите.

Тук много хора могат да попитат: дали линията на LED дава същата яснота на изображението като тясно фокусиран лазерен лъч? Да, разбира се, на практика никога няма да разграничите тези две технологии от резултата от отпечатването (освен, разбира се, че сте експерт на професионално ниво). Светодиодите също са тясно фокусирани и да, те изгарят изключително рядко, на всеки няколко години. Вероятността за изгаряне на LED в лентата е много по-малка от вероятността от физическа повреда на лазерния механизъм.

За светодиодните принтери са легенди за тяхната ненадеждност и крехкост. Те имат комична основа. Когато първите LED принтери бяха донесени в Русия в средата на 90-те години, те бяха много по-евтини от лазерните. И бизнесмени от 90-те години се втурнаха да купят такива машини за офис задачи. Но на нашия пазар бяха доставени само принтери за домашна употреба, професионални модели с LED технология просто не съществуваха! Естествено, домашните принтери не можеха да издържат на масивна офис употреба и бързо се спукаха. Откакто тези 20 години са изтекли, специализирани офис машини са били донесени в Русия (а домашните са станали много по-безопасни понякога), но легендата твърдо стои.

Предимства и недостатъци на светодиодите

Вече споменахме основното предимство: това е малък брой движещи се части, т.е. има по-малка вероятност от счупване и износване. В допълнение, LED принтерите са много по-малки от лазерните принтери, тъй като лентата заема много по-малко пространство от механизма за движение на лъча. Това важи особено за цветните устройства, където разликата в размерите може да бъде почти удвоена.

Но като говорим за недостатъците, трябва отново да се потопим в историята. В началото на 2000-те, след неуспеха на технологиите на руския пазар и като цяло средния успех в света, Fuji Xerox и Nippon Electric Glass Co. Ltd. предлага решение, което дава на LED принтери "нов живот". В англоезичните източници за това събитие те пишат преоткриване, т.е. "преоткриване". Това решение се нарича HiQ LED (HiQ - високо качество, "високо качество") и основната му задача е да запази предимствата на светодиодите - надеждност, компактност - и да сведе до минимум недостатъците. Първите серийни принтери, използващи HiQ LED, се появиха през 2009 г. с Xerox.

Значителен недостатък в това време е качеството на печат, изразено в неточно цветово съвпадение, "назъбени" ръбове, пропуски в полутонови изображения и цветни отпечатъци. Основната причина за това е, че линията на светодиодите често е изкривена или огъната. И все пак - без значение колко висококачествени LED ленти са между 5000 и 10 000 елемента, неизбежно ще има поне малка, незабележима разлика в очите - и това води до неравномерна плътност на печат. Вие няма да забележите това на практика, но теоретично еднаквостта на лазерния принтер, където източникът е единственият, е по-висока. Освен това няколко хиляди източници на светлина са по-трудни за настройка, но това вече е проблем на производителя.

HiQ LED технологията е постигнала еднакво оптично представяне. Всъщност печатащата глава, направена с помощта на тази технология, се състои от линия с голям брой светодиоди (за типичен Xerox LED принтер, тя възлиза на 14592 източника!), Като всеки светодиод има миниатюрна сканираща система за светлинния поток и се управлява от чип ASIC, разположен директно на дъската. Чипът автоматично проследява информацията за всеки светодиод и може да настрои за всеки от тях интензитета на светлинния поток и точността на синхронизацията. Тази характеристика осигурява еднаквост на цялата линия светодиоди. В допълнение, устройствата, базирани на технологията HiQ LED, имат възможност за корекция на цифровото привеждане в съответствие.

Същата технология позволи изравняване на още един недостатък на ранните поколения светодиодни принтери по отношение на лазерните принтери - това е скоростта на печат. Съвременните светодиодни принтери произвеждат колкото се може повече страници в минута от лазерните си колеги. С появата на HiQ LED, LED принтерите са "израснали" с пълнофункционална офис линия, която, като се има предвид надеждността на системата, може да се конкурира с лазерни аналози за първото място в индустрията.

Да вземеш или да не вземеш?

Това е вашият избор. Не можем да отговорим недвусмислено на "да" или "не", тъй като технологията с LED е въпрос на цел. Лазерните и светодиодните принтери са еквивалентни на почти всички индикатори, а при избора на принтер за дома или офиса си струва да започнем от специфични индикатори на конкретна машина, а не от митичната конфронтация "лазерно-LED".

Един светодиоден принтер е отговорът на въпрос, който хората често питат, когато избират домашен принтер. Този въпрос звучи така: "Ако плащате една цена, тогава какво да вземете е цветна струя или черно-бял лазер". Качеството на лазерния печат е по-високо, но цената на цветен лазер не винаги се вписва в семейния бюджет. Мастилото е по-евтино, но цветните снимки не винаги излизат перфектно. Може би, ако сте сериозно залепнали в тази дилема, трябва да го отхвърлите като такава и просто да си купите LED притурка.

Какъв принтер да се използва? Е, ако посочим модела на Xerox като пример за принтер в твърдо състояние, нека отново да дадем пример от този производител. Xerox има цяла линия светодиодни модели. Той съдържа както много компактни, така и евтини домашни модели като Phaser 6020/6022 за 7-12 хиляди рубли, както и мощни офис машини, например Xerox Phaser 7500 с възможност за отпечатване на A3, който струва повече от сто и петдесет хиляди (между другото по-евтино от лазерния еквивалент). Позиционирането също е много различно. Например, моделът Phaser 6510 се препоръчва за типични офис дейности, а Phaser 7800 е предназначен за професионален печат на илюстрации и репродукции на произведения, чието качество позволява да бъдат излагани на изложения. През май и юни ще бъдат представени още 29 нови устройства, включително новата линия Xerox VersaLink и AltaLink - това е най-голямото представяне на компанията в нейната история. Както и да е, изборът на LED принтери е много голям за всички случаи.

Във всеки случай - забравете за предразсъдъците на 90-те и не забравяйте: в допълнение към лазерните и мастиленоструйните принтери, има алтернативно решение.

Предимства на LED технологията: - компактност; - ниска вероятност за износване или счупване и съответно висока ефективност в офисите; - висока, равна на лазерен принтер, качество на печат; - ниско ниво на шум; - Като правило, по-ниска консумация на енергия и по-голяма екологичност.

Сравнете технологията за печат: мастиленоструен, лазер, LED (LED), сублимация, твърдо мастило

Разнообразието от съвременни принтери и мултифункционални устройства е свободата да избирате най-доброто и същевременно проблема с избора. Сравнявайки няколко модела, забелязвате, че използват различна технология за печат. Но какво означава това на практика? Дори ако имате някаква представа как LED печатът се различава от лазерното печатане и мастиленият печат от твърдо мастило, важно е да знаете кой е по-подходящ за конкретните задачи и кой може да създаде проблеми. В края на краищата силните и слабите страни на принтера, неговата пригодност за офис, промишлена или домашна употреба, както и разходите за притежание се определят преди всичко от печатарската технология.

В тази статия ще обсъдим петте най-подходящи технологии за печат: мастиленоструен, лазер, LED (LED), сублимация, твърдо мастило и разбиране на техните различия, както и на областите на приложение, така че да можете да направите своя избор чрез претегляне на плюсовете и минусите ".

Каква е разликата между съвременните технологии за печат и какво е по-добре да изберете във вашия случай?

Мастиленоструен печат

Импулсната технология осигурява висока разделителна способност и качество на цветен печат - до 9600x2400 dpi, което е ключът към отличните детайли на изображението. Съвременните машини за мастиленоструйни машини от висок клас могат да се похвалят и с гладки цветови преходи при изобразяване на графични елементи, независимо дали става дума за снимки, растерни графични изображения или векторни графики.

Мастиленоструйни принтери, многофункционални принтери и плотери се използват успешно в дизайна и фото студията, при създаването на широкоформатни печатни продукти, както и в предприятията, ангажирани в разработването на CAD и GIS проекти. Не по-малко полезни мастилено-струйни принтери могат да бъдат у дома. С тях можете да отпечатате текстове, цветни снимки и висококачествена компютърна графика.

Мастиленоструен плотер HP за професионален широкоекранен печат

Като правило, мастиленоструйните принтери и MFP са по-евтини от лазерните. Ако сравним настолните модели, мастилено-струйните устройства са по-компактни и не излъчват озон, което е особено важно за употреба в малки помещения, тъй като повишената концентрация на озон оказва негативно влияние върху здравето му.

Epson Stylus Office мастилено-струен принтер за малки и вътрешни офиса

С усилията на най-големите производители на мастиленоструйни технологии се произвеждат и усъвършенстват бързосъхнещите мастила, които са особено устойчиви на влиянията на околната среда, включително лъчите на слънцето и влагата. Например, мастилото на Epson Claria изсъхва, преди разпечатката да напусне принтера и според производителя да не избледнява за 200 години. HP не по-малко активно участва в разработването на свои собствени мастила, при които огромен персонал от химици работи върху разработването на по-стабилни и бързосъхнещи формулировки.

Четири основни цвята за всички нюанси. Един цвят - един патрон

Съвременните пълноцветни принтери най-често използват четири отделни патрона: циан (циан), магента (жълто) и жълт (основен цвят), който е черен. Системата от четири касети е наречена след първите букви от тези цветове - CMYK. За да отпечатвате документи в офиса или у дома, или това е достатъчно. Но за тези, които се занимават професионално с печатането, има шест, девет и дори 12 цветни принтера, които ви позволяват да постигнете максимално качество на цветовете и освен това да отхвърлите ефекта на зърното. Заедно с броя на цветята увеличава разходите за собственост.

Цената на мастилено-струен принтер започва средно от 2000 рубли. Но, както се шегуваха пазарните експерти, макар че мастилено-струйните принтери се обработваха напразно, производителят все още не бива да бъде изоставен - основният доход, който получава от продажбата не на самите устройства, а на консумативите. Често е възможно да се види ситуация, при която цената на мастиленоструен принтер и неговата касета е сравнима.

Технологията за мастилено-струйни тъкани е останала релевантна за последните няколко десетилетия: изглеждаше преди половин век и масовото й използване започна през 80-те години. Оттогава мастиленоструйните принтери се променят драматично както външно, така и технически - те разполагат с LCD дисплеи и Wi-Fi модули, започнаха да печатат по-бързо и по-добре, но основният принцип на рисуване на изображения на хартия остава същият.

Течното мастило от касетата влиза в малките камери за мастило и оттам под налягане се напръсква върху хартията през дюзите. В зависимост от начина, по който се създава налягане в камерите, има няколко подвида за мастилено-струен печат: термовъздушен, балон и пиезоелектричен.

Технологията с термична струя често се използва в принтери и MFP на HP и Lexmark: мастилото в камерите се загрява до кипене и се изтласква през дюзите вследствие на налягането на парите.

Балонната технология, широко използвана от Canon, се характеризира с това, че капчиците се изхвърлят не чрез пара, а чрез газови мехурчета.

Пиезоелектричната технология, която е широко разпространена сред продуктите на Epson, използва пиезокристали, които, деформирани от ток, също успешно се справят с ролята на плаваемостта.

Обемът на капката за мастило се измерва в пиколитри и съвременните мастиленоструйни принтери от висок клас варират от 1-1,5 pl, което дава възможност за отпечатване на снимки с добро качество. Колкото по-малък е обемът на капката с мастило, толкова по-гладко ще бъдат преходите в изображенията. Това се отнася предимно за ярки области на изображението, където при използването на големи капчици растерната структура е особено забележима - зърнестост.

Въпреки това, ако "бижута" метод за отпечатване на цял лист, скоростта ще бъде много ниска, така че съвременните производители на мастиленоструйни принтери са разработили технология за променлива размери капка. На светлите места принтерът работи в малки капки, на тъмни места - по-големи. По този начин съотношението на скоростта и качеството на печат е подравнено.

Основните недостатъци на мастилено-струйните решения - относително ниска скорост, съчетана с високата цена на печат. Днес, Hewlett-Packard, Canon и Epson успяха да увеличат скоростта на мастилено-струйния печат в черно-бяло, до ниво лазерен принтер и MFP - 30-35 стр. / Мин. Но с такова темпо качеството на печат е значително по-ниско от това, което се демонстрира от лазерни модели на същите производители. Ако искате да печатате на мастилено-струен принтер с висока разделителна способност и в режим "лазерно качество", процесът ще се движи със скорост от около 10-13 ppm.

Следователно, в офис среда, мастиленоструйни принтери и мултифункционални принтери са добри само за малки работни групи и ниски товари или като спомагателно решение. И за сериозни обеми спешно отпечатване в средни и големи групи, е по-изгодно да купувате лазерни принтери и MFP устройства. Освен това, цената на лазерния печат е няколко пъти по-ниска.

Лазерен печат

Предимства на лазерната технология: отпечатъците са много ясни и устойчиви на вода и светлина. Благодарение на точното и компактно фокусиране на лъча е по-лесно да се постигне висока резолюция. Скоростта на печат на лазерните устройства е много по-висока, защото лазерният лъч се движи много по-бързо от печатащата глава на мастиленоструен принтер. Освен това лазерните принтери работят сравнително тихо, без да разсейват или дразнят другите.

Друга важна характеристика на лазерните принтери е, че те използват тонер вместо течно мастило. Тонер касетите не изсъхват и могат да се съхраняват в продължение на няколко години - обикновено до три. В резултат на това принтерът лесно преживява периоди на празен ход - можете да оставите в продължение на два месеца, а след това да се върнете и да започнете работа без никакви проблеми.

Инсталиране на нова тонер касета в лазерен принтер HP LaserJet Pro

Накратко, всички характеристики на лазерната технология показват своята универсалност и висока ефективност - можете да използвате такъв принтер както в офиса, така и вкъщи. Блестящото съотношение на скорост и качество прави лазерните принтери и MFPs незаменими както в големите, така и в малките офиси, както и където е необходимо да се отпечатват големи обеми документи. Например, ученици или учители, които често печатат работата си, ще се радват на възможността да направят повече и да получат по-качествени материали.

За високоскоростно цветно печатане в предприятията могат да се препоръчат лазерни принтери и многофункционални устройства Konica-Minolta. Решения за черно-бяло лазерно печатане в малък и среден офис трябва да бъдат намерени сред Brother MFP или линия от евтини принтери Hewlett-Packard LaserJet.

В дома можете да препоръчите цветни и лесни за употреба цветни принтери Canon I-Sensys.

Лазерната технология включва сложен и леко организиран механизъм за печат - използва статично електричество и оптична система за създаване на невидим електростатичен прототип на бъдещ печат, след което "го запълва" с тонерни частици и фиксира резултата върху хартия.

На първо място, зареждащият вал влиза в действие - той равномерно покрива повърхността на фотодара с отрицателно зареждане. След това контролерът на принтера определя зоните, образуващи образ от повърхността на барабана. Тези области са "осветени" от лазерния лъч и отрицателното зареждане върху тях изчезва.

След това ролката за подаване прехвърля отрицателния заряд на частиците на тонера и ги придвижва към развиващата се ролка, където те преминават под дозиращото острие и се разпределят равномерно по повърхността. Сега, в контакт с фотографа, те запълват областите, където няма отрицателна цена.

В резултат на това на барабана се образува видимо изображение - всичко, което остава, е да го прехвърлим на хартия и да го оправим. Първо, хартията се подава към прехвърлящата ролка и се зарежда положително. Когато дойде в контакт с фотобанара, той лесно издърпва частиците на тонера върху себе си. Частиците се съхраняват на хартия само със статично електричество; за да ги закрепим на място, листът се обработва в устройството за фюзера. Това е името на система от две ролки, едната от които загрява хартията и другата я плиска отдолу, позволявайки на разтопените частици тонер да отпечатат по-дълбоко в повърхността на листа.

Лазерните принтери и мултифункционалните принтери са много чувствителни към качеството на консумативите, така че специалистите с един глас препоръчват да се използват само оригинални тонер касети. Оригиналният тонер има много малки частици, което ви позволява да постигнете високо качество на печат и да удължите живота на принтера. Фалшивият тонер може да се сравни с разбития ъгъл - той надраска повърхността на барабана и вътрешните части на принтера, с които той влиза в контакт.

Основните недостатъци на лазерния печат са високите разходи за самите устройства и техните касети, повишена консумация на енергия, емисии на озон. Поради сложната вътрешна структура на лазерното устройство не е толкова компактна, колкото струята.

Озоновото излъчване по време на лазерното печатане е неизбежно, тъй като лазерният лъч разделя молекулите на кислорода в контакт с въздуха. Независимо от това, производителите успяват да намалят обема на тези емисии, като минимизират негативното въздействие върху хората. Ако се нуждаете от лазерно качество, но се притеснявате за озона, трябва да погледнете по-отблизо технологията LED - тя е много подобна на лазерната технология, но вместо лазер използва светодиоди.

LED печатане

LED принтерите и мултифункционалните принтери са подходящи както за бизнес, така и за лична употреба. Но, в сравнение с лазерните устройства, светодиодите са по-достъпни и икономични. Те струват по-малко както по отношение на собствеността, така и по отношение на разходите за печатане.

Освен това процесът на светодиодното печатане не разделя кислородните молекули и следователно не отделя озон. По този начин получаваме още по-надеждно, ефективно и удобно решение, което може да се използва във всяка институция или у дома. Подобно на лазерните принтери, много LED осветителни центрове са проектирани за високи месечни натоварвания и са чудесни за средни и големи работни групи.

LED технологията се основава на същите основни принципи като лазерната технология. Разликата е, че вместо лазерен лъч, фиксирана LED лента, разположена по цялата си ширина, се отразява на фотореда. Подобен дизайн, на първо място, е по-компактен, и второ, по-малко податливи на счупване и на трето място, намалява нивото на шума.

Цифров принтер с четири цветни принтера OKI

Тя ви позволява да "осветявате" необходимите части от електростатичното поле по-бързо и по-надеждно. Ето защо, светодиодното печатане се счита за високоефективно и икономично по отношение както на собствеността на устройството, така и на разходите за печат.

Пионер на пазара за светодиодни принтери и многофункционални устройства е OKI. Първият светодиоден принтер е пуснат през 1987 г., а от 1998 г. светодиодното печатане става пълноцветно. Днес, OKI създава пълноцветни и монохромни LED решения с еднопосочна технология за тандемно отпечатване, която позволява многократно опростяване и ускоряване на цветното печатане.

Същността на еднопропускащата технология е, че листът се предава последователно през четири отделни печатарски механизма - по един за всеки от цветовете CMYK. Всеки от тези механизми е оборудван със собствен източник на светлина, който осигурява най-точното изобразяване на всеки цвят. По този начин се създава напълно подготвен цветен печат само с един пропуск. Но какво да кажем за черно-бял печат, за който три от четирите барабани са излишни? Номерът е, че допълнителните барабани за известно време в черно-бял печат се вдигат и листата, без спиране, се подава директно на "черен" барабан.

HD тонер за принтери и многофункционални принтери

Заслужава да се подчертае уникалният дисперсен тоник на OKI HD, благодарение на който печатът става още по-ясен и висококачествен, а гланцовият блясък е възможен дори на обикновена офисна хартия.

Потвърждавайки високата надеждност на LED технологията, OKI доставя своите LED продуктови линии с гаранция за цял живот, а самите LED принтери осигуряват тригодишна гаранция.

Би било странно обаче тази обещаваща технология да остане дълго време собственост на една и съща компания. Такъв визионерски производител като Xerox не пропуска възможността да предложи на потребителите най-интересните постижения в областта на цветното печатане - днес Xerox произвежда свои собствени LED решения от висок клас. Така че форматът А4 е представен от принтери Xerox Phaser 6000, 6010 и 6500; Формат А3 - модификации на принтера Xerox Phaser 7500 (N, DN, DX, DT). Това са бързи устройства с поддръжка на интелигентни режими и инструменти за автоматизация - автоматичен избор и превключване на тави, автоматично откриване на дебелината на хартията, мониторинг на консумативите.

За цветно печатане с висока разделителна способност, Xerox разработи система от четири печатащи глави HiQ LED - всеки от тях има 14 592 светодиода. Интензитетът на светлинния поток от диодите се следи и синхронизира с производителен ASIC чип, който позволява най-точните линии и цветови преходи.

Основният недостатък на светодиодната технология е, че точността на "излагането" на точки не е толкова висока, колкото при излагане на лазер. Освен това LED принтерът, както и неговият най-близък роднина - "лазерник", са предназначени за отпечатване на документация, но не са подходящи за отпечатване на снимки, дори когато става дума за аматьорски снимки. Ако се нуждаете от бързо и висококачествено отпечатване на цифрови снимки, трябва да обърнете внимание на преносими фотопринтери за сублимация.

Сублимационен печат

Сублимационната технология се използва широко при създаването на преносими фотопринтери. Тези изненадващо компактни и лесни за използване устройства са незаменими при пътуване - те ви позволяват да отпечатвате цветни снимки директно от цифров фотоапарат или карта с памет - без участието на компютър. Страхотна възможност да угодите на себе си и приятелите си на почивка! Най-добрият вариант за любителите на фотографите.

Canon е известен със сублимационните си принтери от семейството SELPHY.

Качеството на печат е отлично - без пясък, а светлите и тъмните нюанси изглеждат естествени. Ламинираните отпечатъци са устойчиви на избледняване и различни външни влияния (вода, пръстови отпечатъци).

Тъй като при придвижването или пребиваването в хотел най-често се използват принтери за сублимация за боядисване, те се доставят с комуникации за бързо и безпроблемно свързване към различни външни устройства: вграденият Wi-Fi адаптер е идеален за свързване с лаптоп или компютър и От медиите наличието на USB порт и слота за карти с памет е действително.

Формата на принтера може да бъде различна: от традиционния правоъгълник - както при моделите Canon SELPHY CP800 и Canon SELPHY CP780, до красивата кофа Canon Selphy CP790, която ви позволява винаги да носите резервни консумативи с вас.

В допълнение към Canon, пускането на сублимационните принтери, участващи в компанията Sony и Samsung. Sony DPP-FP55 разполага с голям LCD дисплей за визуализиране, ви позволява да прилагате различни ефекти и образи към изображения (например календари за печат) и използва технологията на Super Coat II за патентована ламиниране, която може да съхрани девственото качество на печат в продължение на много години.

Samsung SPP 2020B има своите предимства: вграден Bluetooth модул за печат от мобилни устройства, прост, но стилен дизайн и най-ниска цена за печат от този клас.

Потребителите, които никога не са срещнали тази технология, често се чудят защо снимките, отпечатани на принтер за сублимация с размери 300x300 dpi, изглеждат по-добре от лазерните графики с много по-висока разделителна способност. Тайната е, че при отпечатването на снимки параметърът за приоритет не е разделителна способност, а линейна - плътността на растер за печат.

Съвременните принтери за сублимация на багри, като Canon Selphy, имат по-висок индекс от много фотографски принтери от висок клас. Оттук и резултат - гъста растерна структура, максимално дефиниране и в същото време гладки контури.

Но каква е технологичната характеристика на сублимационния печат? В този случай сублимирането е преходът на багрило от твърдо към газообразно, като се заобикаля течността. Системата се изпълнява много просто: вътре в принтера има нагревателен елемент и специален филм с боя. Между тях се поставя лист хартия. При нагряване боята се изпарява от филма и навлиза в порите от хартия, отворена от отоплението. След това хартията се охлажда леко и нейните пори се затварят, така че изображението е здраво закрепено към листа.

Особеността на технологията на сублимация е, че боите от три цвята се прилагат не по едно и също време, но на свой ред, следователно отпечатването се извършва на три писти. Възможно е и допълнително изпълнение на страници за ламиниране. Ламинирането ви позволява допълнително да защитите отпечатъците от външни отрицателни влияния и в същото време да им придадете бляскав блясък.

Уязвимостта на технологията за сублимация - отпечатва чувствителността към ултравиолетовите лъчи. Сега този проблем се преодолява чрез разработването на нов тип мастило. Основните недостатъци на преносимите фотопринтери могат да се считат за ниска скорост и малък формат за печат. Идеални за празници, но не сериозни за офиса, тъй като сублимационните принтери имат тясна специализация - отпечатване на снимки и освен това не са предназначени за голям поток от задачи.

Големите обеми и високите скорости на печат, съчетани с висока надеждност и лекота на поддръжка, са предимството на принтерите за твърди мастила.

Печат с твърдо мастило

Сред най-модерните технологии за печат, карбидът предлага особено широки възможности за бизнес употреба. Благодарение на икономичността и скоростта си, принтерът за твърди мастила е идеален за работа с големи обеми цветна документация и осигурява висококачествен високоскоростен печат, който не винаги е достъпен дори и за най-добрите лазерни устройства. Така че при принтерите Xerox ColorQube скоростите на печат могат да достигнат 85 стр. / Мин, а изходът от първия печат отнема само 5 секунди.

Ключовата особеност на принтерите за твърди мастила е, че те първоначално са съсредоточени върху високоскоростен цветен печат и в същото време хилядният печат е ясен и ярък като първия, защото качеството на печат в този случай не зависи от броя на отпечатаните страници. Освен това такива принтери с еднакъв успех се отпечатват на хартия с различна плътност.

Печатащи касети за хардуерни принтери Xerox

Забележителен пример за модерен принтер в твърдо състояние е Xerox Phaser 8560. Този модел е предназначен за средни работни групи. Поставянето на четири цвята мастило едновременно позволява да се постигнат високи скорости на цветната преса. Пиезо дюзите осигуряват по-интензивно изхвърляне на капчици от мастилените принтери. Топеното мастило се пече на хартия незабавно, без да се разпространява или разпръсква и се отличава със завидна трайност. По време на преминаване през апарата хартията няма време да се нагорещи, така че можете веднага да отпечатате втората страна на листа - без да навредите на първата.

Барове със сухи мастила - съответстват на различни цветове на системата CMYK. Те са удобни за употреба и съхранение: те не оцветяват ръцете и дрехите, не изсъхват. Лентата на всеки цвят, предназначена за конкретен модел принтер, има своя собствена уникална форма, която ви позволява да избегнете грешки при инсталирането му в принтера.

Заслужава да се отбележи и високата надеждност на устройствата с твърдо мастило - дизайнът на печатащия механизъм е много прост и съдържа минимум движещи се части, което намалява риска от счупване. Фотографът на принтер с твърдо мастило се сменя около веднъж на всеки пет години. Модерните модели са оборудвани с широка печатаща глава, която почти няма нужда да се движи, за да покрие цялата ширина на барабана. От него се изисква незначително движение само при разрешения над 2400 dpi. По този начин скоростта на отпечатване е висока, а износването на компонентите е минимално.

Щом принтерите за твърди мастила се смятаха за много скъпо удоволствие, но досега тяхната цена е намаляла значително. Същевременно принтерът има минимално въздействие върху околната среда и не отделя озон. Също така е важно цветното печатане на твърди мастила да струва почти половината от цената на лазерния печат.

Подготовката на принтерите за твърди мастила за работа се извършва на няколко етапа. Първо, капацитетите на печатащата глава се загряват до 140-180 ° С. Едновременно с това започва стапянето на твърдото мастило върху керамичните плочи, както и нагряването на металния фотограф. Разтопеното мастило тече в горещите кухини на печатащата глава. Когато резервоарите са пълни, плочите се загряват.

Следващата стъпка е почистването на дюзите на печатащата глава с помощта на почистващо устройство с вакуумна помпа. След като плътно се придвижва към дюзите на главата, уредът за почистване извлича въздух от тях и абсорбира част от разтопеното мастило. Връщайки се в стартовото положение, той излива горещото мастило в специален съд за отпадъци. Там отново се втвърдяват. Устройството за готовност за работа се поддържа в "загрято състояние", така че разтопено мастило да не се охлажда и да не се втвърдява отново.

Пропуските са доста очевидни. Всеки път, когато принтерът е включен, се появява малко изхвърляне на мастило и около 5% от всяка касета се губи. Самият процес на загряване отнема около 15 минути, така че честото рестартиране на апарата лети в доста пени. В идеалния случай принтерът не трябва да се изключва напълно - по-добре е да го държите в работно състояние през цялото време, точно като сървър. В предприятието това няма да бъде особено трудно, особено когато в режим на заспиване устройството консумира много малко енергия.

Ако при печат захранването внезапно се изключи, дюзите могат да се запушат с замръзнало мастило и трябва да бъдат почистени. Следователно, когато към принтера е свързано нестабилно захранване чрез UPS (Непрекъсваемо захранване).

Документите, създадени чрез метода за печат с твърдо мастило, се страхуват от температури над 125 ° C, така че ако подготвите форма, която по-късно ще бъде извършена чрез лазерен принтер, мастилото може да не издържа на контакт с топлината на лазерния нагревател.

Друг недостатък на технологията за твърди мастила е, че когато се използва цветен печат, светлите участъци на цветното изображение имат видима растерна структура. Причината е, че капчиците на мастилото са ясно фиксирани на местата си и дюзите са разположени доста широко. Ето защо, въпреки доброто представяне на цветовете, устройствата с твърд карбид не са подходящи за фотопечат.

данни

Така че, за да обобщим нашия разговор, отново за кратко изброяваме характеристиките и обхвата на всяка от технологиите за печат, разгледани по-горе.

Мастиленият печат - се използва както при професионален печат, така и в дома или в малък офис. Той се използва не само за настолни принтери и многофункционални принтери, но и за плотери, тъй като е най-подходящ за печат на цветни материали с висока разделителна способност, включително: фотографии, реклами и сувенири, географски карти и техническа документация (CAD, GIS). Позволява ви да печатате върху повърхността на оптични дискове, което е много удобно за проектиране на CD / DVD-колекция. Друго важно предимство на мастилено-струйните устройства е достъпната цена. Основните недостатъци са ниската скорост и високата цена на печат; относително високи разходи за собственост.

Лазерен печат е идеалният избор за тези, които печатат често и в големи количества. Разумен избор за офис, особено за средни и големи работни групи. Най-важните предимства на лазерните устройства: висока скорост и ниска цена на печат, добро ниво на рязкост и детайлност на изображението, устойчивост на високи натоварвания, "дълготрайна" тонер, която, за разлика от течно мастило, не се разпространява и се съхранява дълго време. Недостатъци на технологиите: относително високата цена на устройствата, отделянето на озон, повишената концентрация на която влошава здравето. Освен това, лазерните устройства не са толкова компактни, колкото и джет-машините.

LED отпечатването в много отношения е подобно на лазер, има същите предимства, но вместо да използва лазерно лъчение, използва светодиод, което намалява цената на собствеността на устройството и напълно премахва отделянето на озон. При LED принтерите, използващи еднопосочна тандемна технология, скоростта и качеството на цветния печат се увеличават значително. Друга технология - ProQ2400 - приближава качеството на цветното печатане до фотография, като настройва различна интензивност за всеки цвят. LED принтерът е наистина надежден в работата и е чудесен за модерен офис, особено за организации с интензивен поток документи. Основният недостатък на технологията е, че е невъзможно да се създадат две абсолютно еднакви LED барове, което означава, че отпечатъци, направени на два принтера от един и същи модел, няма да бъдат 100% еднакви. При око, разликата не е забележима, но с точни измервания се открива. В допълнение, светодиодният лост е все още малко по-нисък от лазерния лъч по отношение на точността на позициониране.

Сублимационният печат е мечта на любителски фотограф и напуск. Ако искате да споделите ярки спомени за останалите със своите близки, или дори да създавате пощенски картички и календари от снимките си, принтерът за сублимиране на багрила ще ви помогне да постигнете това, което искате, дори и без компютър. Можете да отпечатвате снимки директно от USB устройства, цифрови фотоапарати и карти с памет. Някои сублимационни принтери са оборудвани с адаптери за Bluetooth, така че можете да печатате директно от мобилен телефон. И ако решите да се свържете с компютър, Wi-Fi ви помага. Създаването на солидни, реалистични снимки с голямо ниво на дефиниция няма да изисква допълнителни знания и усилия от вас. Но не забравяйте, че обхватът на технологията за сублимация

Забавни снимки за shugaring (17 снимки)

Ефективни пасти за преглъщане: предимства и правила за приложение