Що таке лазерний діод

Лазер - пристрій, здатний випромінювати лазерне світло. Перший мікрохвильовий квантовий підсилювач був виготовлений в 1954 році, і був отриманий висококогерентний мікрохвильовий промінь. У 1958 році А.Л. Сяолуо і Ч.Х. Таунз розширив принцип мікрохвильового квантового підсилювача на оптичний діапазон частот. У 1960 році Т.Х. Мейман та інші зробили перший рубіновий лазер. У 1961 р. А. Цзя Вень та інші зробили гелій-неоновий лазер. У 1962 р. Р.Н. Холл та інші створили напівпровідниковий лазер на арсеніді галію. У майбутньому буде все більше видів лазерів. За робочим середовищем лазери можна розділити на чотири категорії: газові лазери, твердотільні лазери, напівпровідникові лазери та лазери на барвниках. Нещодавно також були розроблені лазери на вільних електронах. Потужні лазери зазвичай мають імпульсний вихід.

Історія:

Ключова концепція лазерної технології була створена ще в 1917 році, коли Ейнштейн запропонував «стимульовану емісію». Термін лазер колись був суперечливим; Гордон Гулд був першим, хто використав цей термін у записах.
У 1953 році американський фізик Чарльз Хард Таунс і його учень Артур Сяо Луо створили перший мікрохвильовий квантовий підсилювач і отримали висококогерентний мікрохвильовий промінь.
У 1958 році Ч.Х. Таунс і А. Л. Сяо Луо розширили принцип мікрохвильових квантових підсилювачів на оптичний діапазон частот.
У 1960 році Т.Х. Теодор Мейман зробив перший рубіновий лазер.
У 1961 р. іранський учений А. Джавін та інші зробили гелій-неоновий лазер.
У 1962 р. Р.Н. Хол та інші створили напівпровідниковий лазер на арсеніді галію.
У 2013 році дослідники з Національного лазерного центру Південноафриканської науково-промислової ради розробили перший у світі цифровий лазер, що відкриває нові перспективи для застосування лазерів. Результати дослідження були опубліковані в британському журналі Nature Communications 2 серпня 2013 року.

Види і застосування лазерів:
Якість світла, що випромінюється лазером, чисте, а спектр стабільний, що можна використовувати різними способами.
Рубіновий лазер: початковий лазер полягав у тому, що рубін збуджував яскравою миготливою лампочкою, а вироблений лазер був «імпульсним лазером», а не безперервним і стабільним променем. Якість променя, виробленого цим лазером, суттєво відрізняється від лазера, створеного лазерним діодом, який ми використовуємо зараз. Це інтенсивне світловипромінювання, яке триває лише кілька наносекунд, дуже підходить для зйомки легко рухомих об’єктів, наприклад голографічних портретів людей. Перший лазерний портрет народився в 1967 році. Рубінові лазери вимагають дорогих рубінів і можуть виробляти лише коротке імпульсне світло.
He-Ne лазер: У 1960 році вчені Алі Джаван, Вільям Р. Бреннет молодший і Дональд Герріот розробили He-Ne лазер. Це перший газовий лазер. Цей тип лазера зазвичай використовується голографічними фотографами. Дві переваги: ​​1. Безперервний вихід лазера; 2. Для світлового збудження не потрібна лампочка-спалах, а електричний газ збудження.
Лазерний діод: лазерний діод є одним з найбільш часто використовуваних лазерів. Явище спонтанної рекомбінації електронів і дірок по обидва боки від PN-переходу діода для випромінювання світла називається спонтанним випромінюванням. Коли фотон, утворений спонтанним випромінюванням, проходить через напівпровідник, коли він проходить поблизу випромінюваної електронно-діркової пари, він може збуджувати обидва електрони для рекомбінації та утворення нових фотонів. Цей фотон спонукає збуджені носії до рекомбінації та випромінювання нових фотонів. Це явище називається вимушеним випромінюванням. Якщо інжектований струм досить великий, утвориться розподіл носіїв, протилежний стану теплової рівноваги, тобто інверсія населеності. Коли носії в активному шарі знаходяться у великій кількості інверсій, невелика кількість спонтанного випромінювання створює наведене випромінювання за рахунок зворотно-поступального відбиття на обох кінцях резонансної порожнини, що призводить до частотно-селективного резонансного позитивного зворотного зв’язку або отримання певного частота. Коли посилення перевищує втрату на поглинання, з PN-переходу може випромінюватися когерентне світло з хорошими спектральними лініями - лазерне світло. Винахід лазерного діода дозволяє швидко популяризувати лазерні додатки. Постійно розвиваються та популяризуються різні види сканування інформації, оптоволоконного зв’язку, лазерного дальноміру, лідарів, лазерних дисків, лазерних указок, колекцій супермаркетів тощо.