Laserska svetlobna dioda se bistveno razlikuje od običajne prisotnosti vgrajene svetleče diode resonatorja, ki omogoča inducirano sevanje visoke stopnje skladnosti (koherenca med fazami optičnih nihanj).
V polprevodniškem laserju je sevanje posledica prisilne rekombinacije. To omogoča nadzor sevanja z elektromagnetnimi valovi in ustvarjanje koherentnega svetlobnega toka.
Poglejmo: kako deluje?
Predstavljajte si ravno pn-križišče, ki se premika v smeri naprej (slika 1).V tem primeru injiciranje lukenj v območje n in obratno - elektronov v območju p.Med tem prehodom v mejni (aktivni) regiji se lahko pojavi rekombinacija, ki jo spremlja emisija kvanta.Takšno sevanje se imenuje spontano.Na podlagi spontanega sevanja delujejo navadne svetleče diode.Če se elektron in luknja nahajata v bližnjem območju v aktivni coni in skozi to območje preide kvant svetlobe določene (resonančne) frekvence, se bo rekombinacija pojavila obvezno.V tem primeru se dodeli še en kvant svetlobe z enakimi parametri kot kvant, ki povzroči rekombinacijo.Da bi povečali prisilno rekombinacijo koncev polprevodniškega kristala vzporedno in polirano (na sliki 1 so označeni kot "optično enaka meja").Tako nastane tako imenovani optični resonator.Kvanta, ki se večkrat odbija od poliranih površin, letijo vzdolž prehoda in izzovejo procese prisilne rekombinacije.Na koncu puščajo navzven v smeri, ki je strogo pravokotna na optično enake ploskve. Ko se bo število takih kvantov pojavilo kot posledica takšne stimulacije, bo znatno preseglo število, ki se je pojavilo spontano, se bo začela laserska generacija.
Slika 1
Intenzivnost sevanja je odvisna od toka, ki teče skozi p-n-spoj. Pri nizkih tokovih deluje laser kot neučinkovit navaden LED, ker pride do samo spontanega sevanja. Ko tok preseže določeno mejno vrednost - se sevanje prisili in moč se močno poveča. Ta metoda stimuliranja laserskega sevanja se pogosto imenuje črpanje z električnim tokom. Obstaja tudi metoda optičnega črpanja, kadar so atomi polprevodnikov razdeljeni s kvanti iz močnega (ne nujno koherentnega) oddajnika.
Na osnovi kristala polprevodnika se koherentna svetloba zaradi difrakcije razprši na vse strani. Torej, za oblikovanje ozek snop žarek, je treba uporabiti zbiranje leče.
Razpon valovnih dolžin, pri katerih lahko ustvarjanje polprevodniškega laserja pokriva večino vidnega spektra, kakor tudi bližnje in srednje območje infrardečega območja.
Seveda je laserska LED do sedaj doživela veliko sprememb in izboljšav, je že bolj zapletena struktura in ne preprosto p-n-stičišče, vendar je osnovno načelo njegovega dela ostalo, kot je opisano zgoraj.
Glavni materiali, uporabljeni v. \ Tproizvodnja laserskih diod je galijev arzenid GaAs, galijev aluminijev arzenid AlGaAs, galijev GaP fosfat, GaN GaN nitrat, indijski galijev nitrid in drugi.
Slika 2
Laserske svetleče diode ali polprevodniški laserji se pogosto uporabljajo na številnih področjih.Uporabljajo se v optičnih komunikacijskih sistemih, v čitalnikih črtnih kod.V različnih gospodinjskih napravah: računalniške miške, CD predvajalniki, projektorji, in seveda tudi laserski kazalci.
Laserske LED z veliko močjo se uporabljajo za črpanje trdnih laserjev, kar omogoča zelo visoko učinkovitost.
Druga uporaba je laserska spektroskopija, pri kateri je uporaba laserjev omogočila uporabo bistveno novih metod za preučevanje snovi.Laserji so v znanstvenih raziskavah nenadomestljivi, aktivno se izvajajo v medicini, tako za diagnostične kot za terapevtske namene.
