Tipos de Diodo Laser
um resumo dos diferentes tipos de diodo laser com descrições: dupla heteroestrutura; cascata quântica; feedback distribuído; VCSEL; cavidade externa, etc.
________________________________________
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
_______________________________
Existem vários tipos diferentes de diodo laser. Cada tipo de diodo laser tem suas próprias características e é usado para diferentes aplicações.
Existem duas categorias principais de diodo laser que podem ser usadas – uma gera a própria emissão de luz, enquanto a outra utiliza uma fonte externa.
Principais categorias de diodo laser
Existem duas categorias principais de diodos laser semicondutores. Eles operam de maneiras bastante diferentes, embora muitos dos conceitos usados dentro deles sejam muito semelhantes.
- Diodo laser de injeção: O diodo laser de injeção, ILD, tem muitos fatores em comum com os diodos emissores de luz. Eles são fabricados usando processos muito semelhantes. A principal diferença é que os diodos laser são fabricados com um canal longo e estreito com extremidades reflexivas. Isso funciona como um guia de ondas para a luz.
Em operação, a corrente flui através da junção PN e a luz é gerada usando o mesmo processo que gera luz em um diodo emissor de luz. No entanto, a luz está confinada dentro do guia de onda formado no próprio diodo. Aqui a luz é refletida e então amplificada como resultado da emissão estimulada antes de sair por uma extremidade do diodo laser como o feixe externo. - Laser semicondutor bombeado opticamente: Laser semicondutor bombeado opticamente, o OPSL usa um chip semicondutor III-V como base. Este atua como um meio de ganho óptico e outro laser, que pode ser um ILD, é usado como fonte de bombeamento. O ganho óptico é fornecido por emissão estimulada. A abordagem OPSL oferece várias vantagens, particularmente na seleção do comprimento de onda e na ausência de interferência das estruturas internas do eletrodo.
Principais tipos de diodo laser
Alguns dos principais tipos de diodo laser incluem os seguintes tipos:
- Diodo laser de dupla heteroestrutura: O diodo laser de heterojunção dupla é feito de um sanduíche de uma camada de material de baixo bandgap com uma camada de cada lado das camadas de alto bandgap. Isso torna as duas heterojunções, pois os próprios materiais são diferentes e não apenas o mesmo material com diferentes tipos de dopagem. Os materiais comuns para o diodo laser de dupla heterojunção são arseneto de gálio, GaAs, e arseneto de gálio e alumínio, AlGaAs.
A vantagem do diodo laser de dupla heterojunção sobre outros tipos é que os buracos e elétrons estão confinados à fina camada intermediária que atua como a região ativa. Ao conter os elétrons e buracos dentro desta área de forma mais eficaz, mais pares elétron-buraco estão disponíveis para o processo de amplificação óptica a laser. Além disso, a mudança de material na heterojunção ajuda a conter a luz na região ativa, proporcionando benefícios adicionais. - Diodo laser de poço quântico: O diodo laser de poço quântico usa uma camada intermediária muito fina – isso funciona como um poço quântico onde o componente vertical da função de onda do elétron é quantizado. Como o poço quântico tem borda abrupta, isso concentra elétrons em estados de energia que contribuem para a ação do laser, e isso aumenta a eficiência do sistema.
Além dos diodos laser de poço quântico único, também existem vários diodos laser de poço quântico. A presença de múltiplos poços quânticos melhora a sobreposição entre a região de ganho e o modo de guia de onda óptico. - Diodo laser de cascata quântica: Esta é uma forma de diodo laser de heterojunção cuja diferença entre os níveis de energia do poço é usada para fornecer a geração de luz laser. Isso permite que o diodo laser gere luz de comprimento de onda relativamente longo – o comprimento de onda real pode ser ajustado durante a fabricação, alterando a espessura da camada do diodo laser.
- Diodo laser de heteroestrutura de confinamento separado: Esta forma de diodo laser tem sido amplamente utilizada para a maioria dos diodos laser desde a década de 1990. O diodo laser de confinamento separado supera o problema de que, em muitas outras formas de diodo laser, a fina camada de laser é muito fina para confinar a luz de forma eficaz. Este diodo laser supera o problema adicionando outras duas camadas com um índice de refração menor do lado de fora das existentes. Isso efetivamente limita a luz dentro do diodo.
- Díodo laser de feedback distribuído: Díodos laser de feedback distribuído, DFB, são usados em formas de telecomunicações ou transmissão de dados usando sistemas ópticos. Aqui, o comprimento de onda do diodo laser é importante, mas os diodos laser não são particularmente estáveis a esse respeito, pois o comprimento de onda varia com a temperatura, tensão, envelhecimento, etc. Uma grade de difração é gravada perto da junção pn do diodo para auxiliar na estabilização do comprimento de onda do sinal de luz gerado, esta grade age como um filtro óptico fazendo com que um único comprimento de onda seja realimentado para a região de ganho. O passo da grade é definido durante a fabricação e varia apenas ligeiramente com a temperatura.
- VCSEL: Esta forma de diodo laser é um diodo laser emissor de superfície de cavidade vertical. Estes são uma forma de laser emissor de superfície e emitem a radiação laser em uma direção perpendicular ao wafer, fornecendo alguns miliwatts com alta qualidade de feixe.
- Diodo laser de cavidade externa: Os lasers de cavidade externa contêm um diodo laser como meio de ganho apenas de uma cavidade laser mais longa. Esses lasers geralmente são ajustáveis por comprimento de onda e exibem uma pequena largura de linha espectral de emissão.
- VECSEL: O VECSEL é um Diodo Laser Emissor de Superfície de Cavidade Externa Vertical. Estes são uma forma de laser semicondutor de cavidade externa de emissão de superfície bombeada opticamente, capaz de gerar potências de saída de vários watts com excelente qualidade de feixe, mesmo em operação de modo bloqueado.
Existem muitos tipos de diodo laser. Cada tipo de diodo laser tem suas próprias características e, ao escolher o tipo correto de diodo laser para determinada aplicação, pode-se obter o desempenho correto.
____________________________
Retorne ao menu Componentes Eletrônicos
A Raisa distribui equipamentos para soldagem e para teste e medição há mais de 30 anos! Considere explorar algumas das nossa principais categorias através do menu abaixo:
0 Comentários