Як работатет лазерний діод

Лазерні діоди стали дуже популярні останнім часом. Невисока вартість, обумовлена ​​простотою виготовлення, і мінімум керуючих електричних ланцюгів зробили це тип світловипромінювачів дуже поширеним. Це раніше лазерний приціл можна було побачити тільки в кримінальних бойовиках, а зараз невеликі ліхтарики з напівпровідниковим лазером всередині використовуються навіть в дитячих іграшках. Розглянемо принцип роботи лазерного діода.

Принцип дії лазерного діода заснований на виникненні інверсії населеності (переважання частинок з великими енергетичними рівнями) в області напівпровідникового p-n переходу в процесі інжекції (збільшення концентрації) носіїв електричного заряду: електронів або дірок.

Кристал напівпровідника в лазерному діоді виконаний у вигляді тонкої прямокутної пластинки, що є, по суті, оптичним хвилеводом. Щоб з пластини зробити напівпровідниковий електронний компонент – його легують з двох сторін таким чином, щоб з одного боку вийшла n-область, а з іншого – p-область. Виходить приблизно той же перехід, що і в звичайному діоді тільки набагато більший за площею.

Принцип роботи лазерного діода

Торцеві сторони пластини дуже ретельно поліруються, щоб вийшов оптичний резонатор. В результаті навіть один фотон світла, що потрапив всередину пластини і має напрямок рух, перпендикулярний цим відполірованим торцях, буде багаторазово відбиватися і створювати все більше і більше нових фотонів. І як тільки кількість новостворених фотонів, які також рухаються перпендикулярно відполірованим сторонам пластини, перевищить кількість нових фотонів, які поодиноких вилітають з неї (губляться) – почнеться генерація лазерного променя.

Лазерний промінь на виході з пластини досить тонкий, але він відразу ж починає розходитися (розсіюватися). Щоб зібрати його знову виробники лазерних діодів використовують спеціальні збирають лінзи.

Цікаво. До речі раніше в програвачах компакт дисків використовувався не лазерний діод, а гелій-неоновий лазер, а точніше сказати – його зменшена копія.

Посилання на основну публікацію