Природно бело светло чине све ВИБГИОР боје спектра видљиве светлости, што је широк широки опсег са много различитих фреквенција. Обичне ЛЕД диоде дају излаз светлости који се често састоји од једне боје, али чак и та светлост садржи електромагнетне таласе који покривају прилично широк опсег фреквенција. Систем сочива за фокусирање светлости има фиксну жижну даљину, али жижна даљина потребна за фокусирање различитих таласних дужина (боја) светлости је различита. Због тога ће се свака боја фокусирати на различитим тачкама, узрокујући „хроматску аберацију“. Тхе ласерска диодна светлост садржи само једну фреквенцију. Стога га чак и једноставан систем сочива може фокусирати на изузетно малу тачку. Не постоји хроматска аберација, јер постоји само једна таласна дужина, такође се сва енергија из извора светлости концентрише у врло малу тачку светлости. ЛАСЕР је акроним за појачавање светлости подстакнутом емисијом зрачења.

Хроматске аберације

Конструкција ласерске диоде

Горња слика приказује поједностављену конструкцију ласерске диоде, која је слична а диода која емитује светлост (ЛЕД) . Користи галијум арсенид допиран елементима као што су селен, алуминијум или силицијум за производњу типа П и Н полупроводнички материјали . Док ласерска диода има додатни активни слој недопираног (унутрашњег) галијум арсенида, дебљине је само неколико нанометара, укљештених између П и Н слојева, ефективно стварајући ПИН диода (тип П-тип интринзични-Н) . У овом слоју се производи ласерска светлост.

Конструкција ласерске диоде

Како ласерска диода ради?

Сваки атом према квантној теорији може да енергија само унутар одређеног дискретног нивоа енергије. Атоми су обично у најнижем енергетском или основном стању. Када се извор енергије који се даје атомима у основном стању може побудити да пређе на један од виших нивоа. Овај процес се назива апсорпција. Након што се на том нивоу задржао врло кратко, атом се враћа у почетно основно стање, емитујући притом фотон. Тај процес се назива спонтана емисија. Ова два процеса, апсорпција и спонтана емисија, одвијају се у конвенционалном извору светлости.

“које су различите врсте батерија ”

Принцип ласерског деловања

У случају да атом, још увек у побуђеном стању, погоди спољни фотон који има тачно енергију неопходну за спонтано емитовање, спољни фотон се повећа за онај који се одрекне побуђеном атому. Штавише, оба фотона се ослобађају из исто побуђено стање у истој фази, Овај процес, који се назива стимулисана емисија, је основни за деловање ласера (приказано на горњој слици). У овом процесу кључ је фотон који има тачно исту таласну дужину као и светлост која се емитује.

Амплификација и инверзија становништва

Када се створе повољни услови за стимулисану емисију, све више и више атома је приморано да емитује фотоне чиме покреће ланчану реакцију и ослобађа огромну количину енергије. То резултира брзим накупљањем енергије која емитује одређену таласну дужину (монохроматску светлост), путујући кохерентно у одређеном, фиксном смеру. Овај процес се назива појачање стимулисаном емисијом.

Број атома на било ком нивоу у одређеном тренутку назива се популацијом тог нивоа. Обично, када се материјал не узбуђује споља, популација доњег или основног стања је већа од популације горњег нивоа. Када популација горњег нивоа премаши популацију доњег нивоа, што је преокрет нормалне попуњености, процес се назива инверзија становништва. Ова ситуација је од суштинског значаја за ласерску акцију. За било коју стимулисану емисију.

Неопходно је да горњи ниво енергије или задовољено стабилно стање имају дуг животни век, тј. Атоми треба да паузирају у задовољеном стабилном стању дуже време него на доњем нивоу. Дакле, за ласерско деловање, механизам пумпања (узбудљив са спољним извором) треба да буде из таквог, да би се одржала већа популација атома у горњем нивоу енергије у односу на онај у доњем нивоу.

Контрола ласерске диоде

Ласерска диода ради са много већом струјом, обично око 10 пута већом од нормалне ЛЕД диоде. Доња слика упоређује графикон излазне светлости нормалне ЛЕД и ласерске диоде. У ЛЕД диоди се излазна светлост непрекидно повећава како се повећава струја диоде. У ласерској диоди, међутим, ласерско светло се не производи све док тренутни ниво не достигне праг када започне да се јавља стимулисана емисија. Праг струје је обично већи од 80% максималне струје коју ће уређај проћи пре уништења! Из тог разлога, струја кроз ласерску диоду мора се пажљиво регулисати.

Поређење ЛЕД диоде

Други проблем је што емисија фотона веома зависи од температуре, диода већ ради близу своје границе и тако се загрева, што мења количину емитоване светлости (фотони) и струју диоде. Док ласерска диода ефикасно ради, она ради на ивици катастрофе! Ако се струја смањи и падне испод граничне струје, стимулисана емисија престаје само мало превише струје и диода се уништава.

Како је активни слој испуњен осцилирајућим фотонима, део (обично око 60%) светлости излази у уском, равном снопу са ивице диодног чипа. Као што је приказано испод слике, нешто заосталог светла такође излази на супротну ивицу и навикло је на то активирати фотодиоду , који претвара светлост назад у електричну струју. Ова струја се користи као повратна спрега на аутоматски круг покретача диоде, за мерење активности у ласерској диоди и тако се осигурава, контролишући струју кроз ласерску диоду, да струја и излаз светлости остану на константном и сигурном нивоу.

Контрола ласерске диоде

Примене ласерске диоде

Модули ласерских диода идеални су за примене као што су науке о животу, индустрија или научна инструментација. Модули ласерских диода доступни су у широком спектру таласних дужина, излазних снага или облика снопа.

Ласери мале снаге користе се у све већем броју познатих апликација, укључујући ЦД и ДВД уређаје за репродукцију и снимаче, читаче бар-кодова, сигурносне системе, оптичке комуникације и хируршке инструменте

Индустријске примене: Гравирање, сечење, шкрабање, бушење, заваривање итд.
Медицинске апликације уклањају нежељена ткива, дијагностика ћелија карцинома помоћу флуоресценције, зубни лекови. Генерално, резултати применом ласера су бољи од резултата применом хируршког ножа.

Ласерске диоде које се користе за Телеком: У телекомуникацијском пољу ласерске диоде у опсегу од 1,3 μм и 1,55 μм, које се користе као главни извор светлости за ласере на силицијум влакнима, имају мање губитке у преносу у опсегу. Ласерска диода са различитим опсегом користи се за извор пумпања за оптичко појачање или за оптичку везу на кратке раздаљине.

Дакле, ово је све о томе Конструкција ласерске диоде и његове употребе. Ако сте заинтересовани за изградња пројеката заснованих на ЛЕД-у сами, тада нам се можете обратити објављивањем својих упита или иновативних размишљања у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, Која је функција ласерске диоде?