Estrutura e Materiais do Diodo Laser
Um resumo dos fundamentos das estruturas de diodo laser e dos materiais usados.
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Diodo Laser Inclui:
Noções básicas de diodo laser | Tipos de diodo laser | Estrutura | Como funciona um diodo laser | Especificações | Confiabilidade
Tutorial de Diodo Inclui:
Tipos de diodos | Especificações e classificações de diodos
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Pode parecer haver muitas semelhanças entre um diodo emissor de luz e um diodo laser, os dois são fundamentalmente diferentes do ponto de vista operacional.
O diodo laser consiste em regiões n+ e p+ fortemente dopadas. Para a fabricação, é normal começar com um substrato n+ e, em seguida, a camada superior pode ser cultivada sobre ele.
A dopagem pode ser incluída de diversas formas, seja por difusão, implantação iônica ou mesmo depositada durante o processo de epitaxia. Uma variedade de materiais pode ser usada para diodos de laser, embora os substratos de partida mais comuns sejam Arseneto de Gálio (GaAs) e Fosfato de Índio (InP).
Estes são conhecidos como compostos do tipo III-V por causa de seus lugares na tabela periódica química dos elementos. Seja qual for o material usado, deve ser possível dopá-lo fortemente como semicondutor do tipo ap ou do tipo n. Isso exclui a maioria dos materiais do tipo II-VI, deixando os materiais do grupo III-V como a opção ideal.
Além dos requisitos básicos do semicondutor, há vários requisitos ópticos necessários para permitir que o diodo laser opere. Precisa de um ressonador óptico. Isso deve ocorrer no plano da saída de luz necessária.
Para conseguir isso, as duas paredes do diodo laser que formam o ressonador devem ser quase perfeitamente lisas, formando uma superfície espelhada a partir da qual a luz pode ser refletida internamente. Uma das paredes é ligeiramente menos refletiva para permitir que a luz saia do diodo laser.
Outra exigência é que as duas superfícies do espelho estejam perfeitamente perpendiculares à junção, caso contrário a ação do laser não ocorre de forma satisfatória. As outras duas superfícies perpendiculares àquela da saída de luz necessária são levemente rugosas para garantir que a ação do laser não ocorra também neste plano. Desta forma, uma cavidade óptica ressonante é criada. Embora tenha muitos comprimentos de onda, ainda atua como uma cavidade ressonante.
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