Kaj je laserska dioda

Laser - naprava, ki lahko oddaja lasersko svetlobo. Prvi mikrovalovni kvantni ojačevalnik je bil izdelan leta 1954 in pridobljen je bil zelo koherenten mikrovalovni žarek. Leta 1958 sta A.L. Xiaoluo in C.H. Towns je načelo mikrovalovnega kvantnega ojačevalnika razširil na optično frekvenčno območje. Leta 1960 je T.H. Mayman in drugi so izdelali prvi rubin laser. Leta 1961 so A. Jia Wen in drugi izdelali helij-neonski laser. Leta 1962 je R.N. Hall in drugi so ustvarili galijev arzenid polprevodniški laser. V prihodnosti bo vse več vrst laserjev. Glede na delovni medij lahko laserje razdelimo v štiri kategorije: plinski laserji, trdni laserji, polprevodniški laserji in laserji za barvila. V zadnjem času so bili razviti tudi laserji s prostimi elektroni. Laserji velike moči so običajno impulzni.

Zgodovina:

Ključni koncept laserske tehnologije je bil vzpostavljen že leta 1917, ko je Einstein predlagal "stimulirano oddajanje". Izraz laser je bil nekoč sporen; Gordon Gould je bil prvi, ki je ta izraz uporabil v zapisih.
Leta 1953 sta ameriški fizik Charles Harde Towns in njegov študent Arthur Xiao Luo izdelala prvi mikrovalovni kvantni ojačevalnik in dobila visoko koherenten mikrovalovni žarek.
Leta 1958 je C.H. Towns in A.L. Xiao Luo sta razširila princip mikrovalovnih kvantnih ojačevalnikov na optično frekvenčno območje.
Leta 1960 je T.H. Theodore Mayman je izdelal prvi rubin laser.
Leta 1961 so iranski znanstvenik A. Javin in drugi izdelali helij-neonski laser.
Leta 1962 je R.N. Hall in drugi so ustvarili galijev arzenid polprevodniški laser.
Leta 2013 so raziskovalci iz Nacionalnega centra za laserje Južnoafriškega sveta za znanstveno in industrijo razvili prvi digitalni laser na svetu, kar je odprlo nove možnosti za laserske aplikacije. Rezultati raziskave so bili 2. avgusta 2013 objavljeni v britanski reviji Nature Communications.

Vrste in aplikacije laserjev:
Kakovost svetlobe, ki jo oddaja laser, je čista in spekter je stabilen, kar se lahko uporablja na več načinov.
Rubinski laser: Prvotni laser je bil, da je rubin vzbudil svetleča utripajoča žarnica, proizvedeni laser pa je bil "impulzni laser" in ne neprekinjen in stabilen žarek. Kakovost žarka, ki ga proizvaja ta laser, se bistveno razlikuje od laserja, ki ga proizvaja laserska dioda, ki jo zdaj uporabljamo. Ta intenzivna svetlobna emisija, ki traja le nekaj nanosekund, je zelo primerna za zajemanje lahko gibljivih predmetov, kot so holografski portreti ljudi. Prvi laserski portret se je rodil leta 1967. Rubinski laserji zahtevajo drage rubine in lahko proizvajajo le kratko impulzno svetlobo.
He-Ne laser: Leta 1960 so znanstveniki Ali Javan, William R. Brennet mlajši in Donald Herriot zasnovali He-Ne laser. To je prvi plinski laser. To vrsto laserja običajno uporabljajo holografski fotografi. Dve prednosti: 1. Proizvaja neprekinjen laserski izhod; 2. Za vzbujanje svetlobe ne potrebujete bliskavice, ampak uporabite električni vzbujevalni plin.
Laserska dioda: Laserska dioda je eden najpogosteje uporabljenih laserjev. Pojav spontane rekombinacije elektronov in lukenj na obeh straneh PN spoja diode za oddajanje svetlobe se imenuje spontana emisija. Ko foton, ki ga ustvari spontano sevanje, preide skozi polprevodnik, ko preide v bližino oddanega para elektron-luknja, lahko oba vzbudi, da se rekombinirata in proizvedeta nove fotone. Ta foton inducira vzbujene nosilce, da se rekombinirajo in oddajajo nove fotone. Pojav se imenuje stimulirana emisija. Če je vbrizgani tok dovolj velik, se oblikuje porazdelitev nosilca, ki je nasprotna stanju toplotnega ravnotežja, to je inverzija populacije. Ko so nosilci v aktivni plasti v velikem številu inverzij, majhna količina spontanega sevanja povzroči inducirano sevanje zaradi povratnega odboja na obeh koncih resonančne votline, kar povzroči frekvenčno selektivno resonančno pozitivno povratno informacijo ali pridobi določeno frekvenco. Ko je dobiček večji od izgube pri absorpciji, se lahko iz PN spoja odda koherentna svetloba z dobrimi spektralnimi črtami - laserska svetloba. Izum laserske diode omogoča hitro popularizacijo laserskih aplikacij. Nenehno se razvijajo in popularizirajo različne vrste skeniranja informacij, komunikacije z optičnimi vlakni, laserskega merjenja, lidarja, laserskih diskov, laserskih kazalcev, zbirk supermarketov itd.