Лазерен диод – Уикипедия

Лазерен диод
Лазерен диод, поставен до монета за сравнение на размера
ИзобретенРобърт Н. Хол (Robert Noel Hall, 1962 г.)
Лазерен диод в Общомедия

Лазерен диод е лазер, в който активната среда е прекозонен полупроводник, подобен на този, използван при светодиодите.

Прекозонни полупроводници са тези, при които състоянието с минимална енергия от зоната на проводимост и състоянието с максимална енергия от валентната зона се характеризират с еднакъв квазиимпулс (k-вектор, вълновия вектор на кристалната решетка). Това позволява директни електронни преходи между двете нива, като енергийната разлика се излъчва под формата на квант светлина. Типичен представител е GaAs, какъвто е и първият лазерен диод. При непрекозонните полупроводници, какъвто е силицият, преходът между двете нива се получава с участието на трета частица (квазичастица), която да спомогне за изпълнението на Закона на запазване на импулса.

Заради ниската си себестойност лазерните диоди са най-масово произвежданият вид лазер в наши дни. През 2004 г. са продадени около 733 милиона броя,[1] в сравнение със 131 000 от други видове лазери.[2] Използват се в телекомуникациите (за пренос на информация по оптични влакна), за запис и възпроизвеждане на оптични носители на данни (CD и DVD), за лазерни показалки, за разчитане на баркодове и т.н. Мощните лазерни диоди се използват като източник на оптично напомпване на други лазери, като това напомпване е много по-ефективно от ламповото.

Типични дължини на вълните и приложение

[редактиране | редактиране на кода]

Контролирайки различните съотношения на химичните елементи Al, As, Ga, In, N, P, дължината на вълната на получения лазер или светодиод може да се променя.

  • 405 nmInGaN, синьо-виолетов лазер, използва се за Blu-ray диск и HD DVD устройства
  • 445 – 465 nmInGaN, сини многомодови лазерни диоди, разработени (2010) за безживачни и ярки прожектори
  • 510 – 525 nmInGaN, зелени диоди, разработени от Nichia и OSRAM за лазерни прожектори.[3]
  • 635 nmAlGaInP, по-добри лазерни показалки, със същата мощност, но субективно два пъти по-ярки от тези на 650 nm, поради по-високата чувствителност на окото за тази дължина на вълната
  • 650 – 660 nmGaInP/AlGaInP, CD и DVD устройства, евтини червени лазерни показалки
  • 670 nmAlGaInP, четци на баркодове, първите лазерни показалки (вече са излезли от употреба, заменени са от по-ярки диоди на 650 nm)
  • 760 nmAlGaInP, измерване на концентрацията на газ: O
    2
  • 785 nmGaAlAs, Компактдиск устройства
  • 808 nmGaAlAs, лазерно напомпване за твърдотелни лазери, най-често за лазери с Nd дотирани среди (Nd:YAG, Nd:YVO
    4
    )
  • 848 nmЛазени мишки
  • 980 nmInGaAs лазерно напомпване за твърдотелни лазери, най-често за лазери с Yb дотирани среди (Yb:YAG), могат да се ползват и за Er дотирани среди (Er:YAG, Er:CaF
    2
    , Er:Lu
    2
    O
    3
    )
  • 1064 nmAlGaAs, оптични комуникации
  • 1310 nmInGaAsP, InGaAsN, оптични комуникации
  • 1480 nmInGaAsP, напомпване за оптични усилватели
  • 1512 nmInGaAsP, измерване на концентрацията на газ: NH
    3
  • 1550 nmInGaAsP, InGaAsNSb, оптични комуникации
  • 1625 nmInGaAsP, оптични комуникации, обслужващ канал
  • 1654 nmInGaAsP, измерване на концентрацията на газ: CH
    4
  • 1877 nmGaInAsSb, измерване на концентрацията на газ: H
    2
    O
  • 2004 nmGaInAsSb, измерване на концентрацията на газ: CO
    2
  • 2330 nmGaInAsSb, измерване на концентрацията на газ: CO
  • 2680 nmGaInAsSb, измерване на концентрацията на газ: CO
    2
  • 3030 nmGaInAsSb, измерване на концентрацията на газ: C
    2
    H
    2
  • 3330 nmGaInAsSb, измерване на концентрацията на газ: CH
    4
  1. Steele, Robert V. Diode-laser market grows at a slower rate // Laser Focus World 41 (2). 2005. Архивиран от оригинала на 2006-04-08.
  2. Kincade, Kathy. Laser Marketplace 2005: Consumer applications boost laser sales 10% // Laser Focus World 41 (1). 2005. Архивиран от оригинала на June 28, 2006.
  3. Lingrong Jian. GaN-based green laser diodes // Journal of Semiconductors 37 (11). 2016. с. 111001.