Mi az a lézerdióda

Lézer – lézerfény kibocsátására képes készülék. Az első mikrohullámú kvantumerősítőt 1954-ben készítették el, és nagyon koherens mikrohullámú sugarat kaptak. 1958-ban A.L. Xiaoluo és C.H. Towns kiterjesztette a mikrohullámú kvantumerősítő elvét az optikai frekvencia tartományra. 1960-ban T.H. Mayman és mások elkészítették az első rubinlézert. 1961-ben A. Jia Wen és mások hélium-neon lézert készítettek. 1962-ben R.N. Hall és mások gallium-arzenid félvezető lézert készítettek. A jövőben egyre több lézerfajta lesz. A munkaközeg szerint a lézerek négy kategóriába sorolhatók: gázlézerek, szilárd lézerek, félvezetőlézerek és festéklézerek. A közelmúltban szabad elektronlézereket is kifejlesztettek. A nagy teljesítményű lézerek általában impulzusos kimenetűek.

Történelem:

A lézertechnológia kulcsfontosságú koncepciója már 1917-ben kialakult, amikor Einstein javasolta a „stimulált emissziót”. A lézer kifejezés egykor ellentmondásos volt; Gordon Gould volt az első, aki ezt a kifejezést használta a feljegyzésekben.
1953-ban Charles Harde Towns amerikai fizikus és tanítványa, Arthur Xiao Luo elkészítették az első mikrohullámú kvantumerősítőt, és rendkívül koherens mikrohullámú sugarat kaptak.
1958-ban C.H. Towns és A. L. Xiao Luo kiterjesztette a mikrohullámú kvantumerősítők elvét az optikai frekvenciatartományra.
1960-ban T.H. Theodore Mayman elkészítette az első rubinlézert.
1961-ben A. Javin iráni tudós és mások hélium-neon lézert készítettek.
1962-ben R.N. Hall és mások gallium-arzenid félvezető lézert készítettek.
2013-ban a Dél-afrikai Tudományos és Ipari Kutatási Tanács Nemzeti Lézerközpontjának kutatói kifejlesztették a világ első digitális lézerét, amely új távlatokat nyitott a lézeres alkalmazások előtt. A kutatási eredmények a brit Nature Communications folyóiratban jelentek meg 2013. augusztus 2-án.

A lézerek típusai és alkalmazásai:
A lézer által kibocsátott fény minősége tiszta, a spektrum pedig stabil, ami sokféleképpen felhasználható.
Rubinlézer: Az eredeti lézer az volt, hogy a rubint fényesen villogó izzó gerjesztette, és az előállított lézer „impulzuslézer” volt, nem pedig folyamatos és stabil sugár. Az ezzel a lézerrel előállított sugár minősége alapvetően eltér a most használt lézerdiódával előállított lézertől. Ez az intenzív fénykibocsátás, amely csak néhány nanomásodpercig tart, nagyon alkalmas könnyen mozgó tárgyak, például holografikus emberek portréinak rögzítésére. Az első lézeres portré 1967-ben született. A rubinlézerekhez drága rubinok szükségesek, és csak rövid impulzusfényt tudnak kibocsátani.
He-Ne lézer: 1960-ban Ali Javan, William R. Brennet Jr. és Donald Herriot tudósok megterveztek egy He-Ne lézert. Ez az első gázlézer. Ezt a lézertípust általában a holografikus fotósok használják. Két előny: 1. Folyamatos lézerkimenet; 2. Fénygerjesztéshez ne kelljen villanókörte, hanem használjon elektromos gerjesztőgázt.
Lézerdióda: A lézerdióda az egyik leggyakrabban használt lézer. Spontán emissziónak nevezzük azt a jelenséget, amikor a dióda PN átmenetének mindkét oldalán lévő elektronok és lyukak spontán rekombinációja fényt bocsát ki. Amikor a spontán sugárzás által generált foton áthalad a félvezetőn, amint áthalad a kibocsátott elektron-lyuk pár közelében, gerjesztheti a kettőt, hogy újraegyesüljenek és új fotonokat termeljenek. Ez a foton rekombinációra és új fotonok kibocsátására készteti a gerjesztett hordozókat. A jelenséget stimulált emissziónak nevezik. Ha a beinjektált áram elég nagy, akkor a termikus egyensúlyi állapottal ellentétes vivőeloszlás alakul ki, vagyis a populáció inverziója. Ha az aktív rétegben lévő hordozók nagyszámú inverzióban vannak, kis mennyiségű spontán sugárzás a rezonáns üreg mindkét végén visszaverődő visszaverődés következtében indukált sugárzást kelt, ami frekvenciaszelektív rezonancia pozitív visszacsatolást, vagy egy bizonyos érték elérését eredményezi. frekvencia. Ha az erősítés nagyobb, mint az abszorpciós veszteség, akkor a PN átmenetből koherens fény bocsátható ki jó spektrális vonalakkal – lézerfénnyel. A lézerdióda feltalálása lehetővé teszi a lézeres alkalmazások gyors népszerűsítését. Folyamatosan fejlesztik és népszerűsítik az információszkennelés különféle típusait, az optikai szálas kommunikációt, a lézeres távolságmeghatározást, a lidarokat, a lézerlemezeket, a lézermutatókat, a szupermarket kollekciókat stb.