Čo je laserová dióda

Laser - zariadenie schopné vyžarovať laserové svetlo. Prvý mikrovlnný kvantový zosilňovač bol vyrobený v roku 1954 a bol získaný vysoko koherentný mikrovlnný lúč. V roku 1958 A.L. Xiaoluo a C.H. Towns rozšíril princíp mikrovlnného kvantového zosilňovača na optický frekvenčný rozsah. V roku 1960 T.H. Mayman a ďalší vyrobili prvý rubínový laser. V roku 1961 A. Jia Wen a ďalší vyrobili hélium-neónový laser. V roku 1962 R.N. Hall a ďalší vytvorili polovodičový laser arzenidu gália. V budúcnosti pribudne čoraz viac druhov laserov. Podľa pracovného média možno lasery rozdeliť do štyroch kategórií: plynové lasery, pevné lasery, polovodičové lasery a farbivové lasery. Nedávno boli vyvinuté aj lasery s voľnými elektrónmi. Vysokovýkonné lasery majú zvyčajne pulzný výstup.

História:

Kľúčový koncept v laserovej technológii bol založený už v roku 1917, keď Einstein navrhol „stimulovanú emisiu“. Termín laser bol kedysi kontroverzný; Gordon Gould bol prvým človekom, ktorý použil tento výraz v záznamoch.
V roku 1953 americký fyzik Charles Harde Towns a jeho študent Arthur Xiao Luo vyrobili prvý mikrovlnný kvantový zosilňovač a získali vysoko koherentný mikrovlnný lúč.
V roku 1958 C.H. Towns a A.L. Xiao Luo rozšírili princíp mikrovlnných kvantových zosilňovačov na optický frekvenčný rozsah.
V roku 1960 T.H. Theodore Mayman vyrobil prvý rubínový laser.
V roku 1961 iránsky vedec A. Javin a ďalší vyrobili hélium-neónový laser.
V roku 1962 R.N. Hall a ďalší vytvorili polovodičový laser arzenidu gália.
V roku 2013 výskumníci z Národného laserového centra Juhoafrickej rady pre vedu a priemysel vyvinuli prvý digitálny laser na svete, čím sa otvorili nové perspektívy pre laserové aplikácie. Výsledky výskumu boli publikované v britskom časopise Nature Communications 2. augusta 2013.

Druhy a použitie laserov:
Kvalita svetla vyžarovaného laserom je čistá a spektrum je stabilné, čo sa dá využiť mnohými spôsobmi.
Rubínový laser: Pôvodný laser bol taký, že rubín bol vzrušený jasnou blikajúcou žiarovkou a vytvorený laser bol skôr „pulzný laser“ než súvislý a stabilný lúč. Kvalita lúča produkovaného týmto laserom je podstatne odlišná od lasera produkovaného laserovou diódou, ktorú teraz používame. Toto intenzívne vyžarovanie svetla, ktoré trvá len niekoľko nanosekúnd, je veľmi vhodné na zachytenie ľahko sa pohybujúcich objektov, ako sú holografické portréty ľudí. Prvý laserový portrét sa zrodil v roku 1967. Rubínové lasery vyžadujú drahé rubíny a dokážu produkovať len krátke pulzné svetlo.
He-Ne laser: V roku 1960 vedci Ali Javan, William R. Brennet Jr. a Donald Herriot navrhli He-Ne laser. Ide o prvý plynový laser. Tento typ lasera bežne používajú holografickí fotografi. Dve výhody: 1. Vytvárajte nepretržitý laserový výstup; 2. Na budenie svetla nepotrebujete bleskovú žiarovku, ale použite elektrický budiaci plyn.
Laserová dióda: Laserová dióda je jedným z najčastejšie používaných laserov. Fenomén spontánnej rekombinácie elektrónov a dier na oboch stranách PN prechodu diódy za účelom vyžarovania svetla sa nazýva spontánna emisia. Keď fotón generovaný spontánnym žiarením prechádza polovodičom, akonáhle prejde okolo emitovaného páru elektrón-diera, môže tieto dva excitovať, aby sa rekombinovali a vytvorili nové fotóny. Tento fotón indukuje excitované nosiče k rekombinácii a emitovaniu nových fotónov. Tento jav sa nazýva stimulovaná emisia. Ak je vstrekovaný prúd dostatočne veľký, vytvorí sa distribúcia nosiča opačná k stavu tepelnej rovnováhy, to znamená inverzia populácie. Keď sú nosiče v aktívnej vrstve vo veľkom počte inverzií, malé množstvo spontánneho žiarenia vytvára indukované žiarenie v dôsledku vratného odrazu na oboch koncoch rezonančnej dutiny, čo vedie k frekvenčne selektívnej rezonančnej pozitívnej spätnej väzbe alebo k získaniu určitej frekvencia. Keď je zisk väčší ako strata absorpcie, môže sa z PN prechodu vyžarovať koherentné svetlo s dobrým svetlom spektrálnych čiar-laser. Vynález laserovej diódy umožňuje rýchlu popularizáciu laserových aplikácií. Neustále sa vyvíjajú a popularizujú rôzne typy skenovania informácií, komunikácia pomocou optických vlákien, laserové meranie vzdialenosti, lidar, laserové disky, laserové ukazovátka, kolekcie supermarketov atď.