Los láseres semiconductores, también conocidos como diodos láser, son láseres que utilizan materiales semiconductores como materiales de trabajo. Tiene las características de tamaño pequeño y larga vida útil, y puede usar corriente de inyección simple para bombear su voltaje de trabajo y corriente compatible con circuitos integrados, por lo que puede integrarse monolíticamente.
Debido a estas ventajas, los láseres de diodos semiconductores se han utilizado ampliamente en comunicaciones láser, almacenamiento óptico, giroscopios ópticos, impresión láser, determinación de distancia y radar.
El principio de emisión de luz láser.
El láser debe cumplir las siguientes condiciones:
1. La reversión de la población;
2. Debe haber una cavidad resonante, que puede desempeñar el papel de retroalimentación óptica y formar una oscilación láser; la formación de varias formas, la más simple es la cavidad resonante de Fabry-Parrot.
3. En tercer lugar, el láser debe cumplir la condición de umbral, es decir, la ganancia debe ser mayor que la pérdida total.
Características del láser semiconductor
El láser semiconductor es un tipo de dispositivo láser con material semiconductor como sustancia de trabajo. Nació en 1962. Además de las características comunes de los láseres, también tiene las siguientes ventajas:
(1) tamaño pequeño y peso ligero;
(2) Baja potencia y corriente de conducción;
(3) alta eficiencia y larga vida útil;
(4) Puede ser modulado directamente por electricidad;
(5) Es fácil realizar la integración optoelectrónica con varios dispositivos optoelectrónicos;
(6) Compatible con la tecnología de fabricación de semiconductores; la producción en masa es posible.
Debido a estas características, los láseres semiconductores han recibido una gran atención e investigación de todo el mundo desde sus inicios. Se ha convertido en el láser de más rápido crecimiento y más utilizado en el mundo, el primero en salir del laboratorio para su comercialización y el mayor valor de producción.
Principio de funcionamiento del láser semiconductor
El principio de funcionamiento de los láseres semiconductores es el método de excitación, que utiliza materiales semiconductores (es decir, el uso de electrones) para hacer la transición entre bandas de energía para emitir luz. La superficie de división del cristal semiconductor forma dos espejos paralelos como espejos para formar una cavidad resonante para hacer que la luz oscile y retroalimente. La radiación que genera luz se amplifica y se emite luz láser.
Los láseres semiconductores funcionan inyectando portadores. Deben cumplirse tres condiciones básicas para la emisión láser:
(1) Para producir una distribución de inversión de población suficiente, es decir, el número de partículas en estado de alta energía es suficientemente mayor que el del estado de baja energía;
(2) Existe una cavidad resonante adecuada que puede desempeñar una función de retroalimentación, de modo que los fotones de emisión estimulados proliferen, generando así la oscilación láser;
(3) Se debe cumplir una determinada condición de umbral para que la ganancia de fotones sea igual o mayor que la pérdida de fotones.
