Как работи лазерният диод

Лазерните диоди станаха много популярни напоследък. Ниска цена поради лекота на производство и минимум контролни електрически вериги направиха този вид светлинни излъчватели много разпространени. Преди това лазерен мерник можеше да се види само при борци с престъпността, но сега малки фенерчета с полупроводников лазер вътре се използват дори в детските играчки. Помислете за принципа на работа на лазерен диод.

Принципът на действие на лазерен диод се основава на възникването на инверсия на населението (преобладаване на частици с високи енергийни нива) в областта на полупроводниковия p-n преход по време на инжектирането (увеличаване на концентрацията) на носители на заряд: електрони или дупки.

Полупроводников кристал в лазерен диод е направен под формата на тънка правоъгълна плоча, която всъщност е оптичен вълновод. За да се направи полупроводников електронен компонент от плоча, той се легира от двете страни по такъв начин, че n-област се получава от едната страна и p-област от другата. Оказва се приблизително същия преход като при конвенционален диод, само че много по-голям по площ.

Крайните повърхности на плочата са много внимателно полирани, за да образуват оптичен резонатор. В резултат на това дори един фотон светлина, който е влязъл в плочата и има посока на движение, перпендикулярна на тези полирани краища, ще се отрази многократно и ще създаде все повече и повече нови фотони. И щом броят на новосъздадените фотони, които също се движат перпендикулярно на полираните страни на плочата, надвишава броя на новите фотони, които един по един излитат от нея (се губят), ще започне генерирането на лазерен лъч.

Лазерният лъч на изхода от плочата е доста тънък, но веднага започва да се разминава (разсейва). За да го сглобят отново, производителите на лазерни диоди използват специални лещи за събиране.

Интересно. Между другото, по-рано в CD плейърите не се използваше лазерен диод, а хелий-неонов лазер или по-скоро неговото намалено копие.