Os lasers semicondutores, também conhecidos como diodos laser, são lasers que usam materiais semicondutores como materiais de trabalho. Tem as características de pequeno tamanho e longa vida útil, podendo usar corrente de injeção simples para bombear sua tensão de trabalho e corrente compatível com circuitos integrados, de forma que possa ser integrado monoliticamente.
Devido a essas vantagens, os lasers de diodo semicondutor têm sido amplamente utilizados em comunicações a laser, armazenamento óptico, giroscópios ópticos, impressão a laser, alcance e radar.
O princípio da emissão de luz laser
O laser deve atender às seguintes condições:
1. A reversão da população;
2. Deve haver uma cavidade ressonante, que pode desempenhar o papel de feedback óptico e formar oscilação do laser; a formação de várias formas, a mais simples é a cavidade ressonante de Fabry-Parrot.
3.Em terceiro lugar, o laser deve atender a condição de limiar, ou seja, o ganho deve ser maior que a perda total.
Características do laser semicondutor
O laser semicondutor é um tipo de dispositivo a laser com material semicondutor como substância de trabalho. Nasceu em 1962. Além das características comuns aos lasers, apresenta as seguintes vantagens:
(1) Tamanho pequeno e peso leve;
(2) Baixa potência e corrente de condução;
(3) Alta eficiência e longa vida útil;
(4) Pode ser modulado diretamente pela eletricidade;
(5) É fácil realizar a integração optoeletrônica com vários dispositivos optoeletrônicos;
(6) Compatível com tecnologia de fabricação de semicondutores; a produção em massa é possível.
Por causa dessas características, os lasers semicondutores têm recebido muita atenção e pesquisa de todo o mundo desde o seu início. Ele se tornou o laser de crescimento mais rápido e mais amplamente usado no mundo, o primeiro a sair do laboratório para comercialização e o maior valor de produção.
Princípio de funcionamento do laser semicondutor
O princípio de funcionamento dos lasers semicondutores é o método de excitação, que usa materiais semicondutores (ou seja, o uso de elétrons) para fazer a transição entre as bandas de energia para emitir luz. A superfície de clivagem do cristal semicondutor forma dois espelhos paralelos como espelhos para formar uma cavidade ressonante para fazer a luz oscilar e realimentar. A radiação que gera luz é amplificada e a luz laser é emitida.
Os lasers semicondutores funcionam injetando portadoras. Três condições básicas devem ser atendidas para a emissão do laser:
(1) Para produzir distribuição de inversão populacional suficiente, ou seja, o número de partículas no estado de alta energia é suficientemente maior do que no estado de baixa energia;
(2) Existe uma cavidade ressonante adequada que pode desempenhar uma função de feedback, de modo que os fótons de emissão estimulados se proliferam, gerando oscilação do laser;
(3) Uma certa condição de limite deve ser satisfeita para tornar o ganho do fóton igual ou maior que a perda do fóton.
