Razno

Teorija i rad laserskih dioda

Teorija i rad laserskih dioda

Laserske diode i diode koje emitiraju svjetlost imaju brojne zajedničke elemente s obzirom na njihovu teoriju rada. Međutim, teorija rada laserske diode uključuje više elemenata, uzimajući u sebe dodatne procese kako bi osigurala koherentnu svjetlost koju proizvodi.

Iako postoji mnogo različitih oblika laserske diode, osnova teorije djelovanja laserske diode vrlo je slična - osnovni propisi ostaju isti, iako postoji niz manjih razlika u načinu njihove primjene.

Osnove teorije laserskih dioda

Tri su glavna procesa u poluvodičima koji su povezani sa svjetlošću:

  • Apsorpcija svjetlosti: Apsorpcija se događa kada svjetlost uđe u poluvodič i njegova se energija prenese u poluvodič da stvori dodatne slobodne elektrone i rupe. Ovaj se efekt široko koristi i omogućava rad uređaja poput fotodetektora i solarnih ćelija.
  • Spontana emisija: Drugi efekt poznat kao spontana emisija javlja se kod LED dioda. Ovako proizvedeno svjetlo naziva se nesuvislim. Drugim riječima, frekvencija i faza su slučajni, iako se svjetlost nalazi u zadanom dijelu spektra.
  • Potaknuta emisija: Stimulirana emisija je različita. Svjetlosni foton koji ulazi u poluvodičku rešetku udarit će u elektron i osloboditi energiju u obliku drugog svjetlosnog fotona. Način na koji se to događa oslobađa ovaj novi foton identične valne duljine i faze. Na taj način se kaže da je generirano svjetlo koherentno.

Ključ rada laserske diode događa se na spoju visoko dopiranih područja p i n tipa. U normalnom p-n spoju struja teče preko p-n spoja. To se može dogoditi jer se rupe iz p-tipa područja i elektroni iz područja n-tipa kombiniraju. Elektromagnetskim valom (u ovom slučaju svjetlom) pri prolasku kroz diodni spoj laserskog diodnog spoja utvrđeno je da se događa proces foto-emisije. Ovdje fotoni oslobađaju daljnje fotone svjetlosti koji nastaju kada udaraju u elektrone tijekom rekombinacije rupa i elektrona.

Prirodno postoji neka apsorpcija svjetlosti, što rezultira stvaranjem rupa i elektrona, ali postoji ukupni dobitak na razini.

Struktura laserske diode stvara optičku šupljinu u kojoj svjetlosni fotoni imaju višestruke refleksije. Kada se fotoni generiraju, samo je mali broj koji može napustiti šupljinu. Na taj način, kada jedan foton udari u elektron i omogući generiranje drugog fotona, proces se ponavlja i gustoća fotona ili razina svjetlosti počinju se nakupljati. U dizajniranju boljih optičkih šupljina poduzima se velik dio trenutnih radova na laserima. Osiguravanje pravilnog odbijanja svjetlosti ključno je za rad uređaja.


Gledaj video: Laserul stomatologic cu dioda EPIC - Prezentare generala - Biolase Romania (Siječanj 2022).