Lézerdiódák

Lézerdióda A lézer fény kibocsátására és erősítésére alkalmas eszköz. Működésük a fényemisszió elvén alapszik. A laser szó az angol elnevezés light amplification by stimulated emision of radiation rövidítése, amelynek jelentése : fény erősítés a sugárzás kényszerített emissziója révén.

Energiaszintek közötti átmenetek atomokban

Lézerdiódák fizikai működése

Egy atom két energiaszintje közötti átmenetre több variáció létezik :
• Belső fotoelektromos hatás
• Indukált emisszió

Lehetséges átmeneti folyamatok

Az indukált emisszió lényege, hogy egy gerjesztett állapotban lévő atom egy delta energiájú fotonokból álló sugárzás révén rábírható arra, hogy a kölcsönhatás időpontjában indukáltan kibocsáthasson delta energiájú fotonokat. Ha egy ilyen energiájú foton egymás után több gerjesztett atommal ütközik, akkor a sorban egymást követő indukált emissziók erősíthetik egymást.

Indukált emissziók sorozata

Az indukált emisszió folyamatát öngerjedésnek nevezzük. Az ilyen rendszer koherens fényt bocsát ki.

Félvezető lézer felépítése

Lézerdiódák működése

A nyitóirányban előfeszített PN- átmenet határán létrejön egy tartomány, amelyben a sugárzási rekombinációk túlsúlyban vannak. Ennek a tartománynak amelyet aktív közegnek is hívunk, a vastagsága a töltéshordozók diffúziós hosszával azonos nagyságrendű ez 100-200nm közötti értékű. Nyitóirányú áram egy bizonyos határértékénél a fényerősség hirtelen megnő, a kibocsátott fény spektruma elkeskenyedik, és lézersugár jön létre.
Ezen diódák alapanyaga általában valamilyen fémes vegyület. Előnyei a fémdiódákéhoz képest:
• Nagy átalakítási hatásfok
• Nagyobb sugárzási teljesítmény
• A kibocsátott fény kismértékű széttartása
• A kibocsátott fény hullámhossza széles tartományban változtatható.

Táblázat (SFH 4801-típusú lézerdióda adatai)

Lézerdióda katalógus adatai

Lézerdióda karakterisztikája

CD olvasó feje

Az indukált emisszió lényege, hogy egy gerjesztett állapotban lévő atom egy delta energiájú fotonokból álló sugárzás révén rábírható arra, hogy a kölcsönhatás időpontjában indukáltan kibocsáthasson delta energiájú fotonokat.

Ha egy ilyen energiájú foton egymás után több gerjesztett atommal ütközik, akkor a sorban egymást követő indukált emissziók erősíthetik egymást. Ezt a folyamatot öngerjedésnek nevezzük. Az ilyen rendszer koherens fényt bocsát ki.

A lézerfény kibocsátására és erősítésére alkalmas eszköz.