Что такое лазерный диод

Лазер — устройство, способное излучать лазерный свет. Первый микроволновый квантовый усилитель был изготовлен в 1954 г., и был получен высококогерентный микроволновый пучок. В 1958 г. А.Л. Сяолуо и К.Х. Таунс распространил принцип микроволнового квантового усилителя на оптический диапазон частот. В 1960 году Т.Х. Мейман и другие сделали первый рубиновый лазер. В 1961 г. А. Цзя Вэнь и другие создали гелий-неоновый лазер. В 1962 г. Р.Н. Холл и другие создали полупроводниковый лазер на арсениде галлия. В будущем будет появляться все больше и больше типов лазеров. По рабочей среде лазеры можно разделить на четыре категории: газовые лазеры, твердотельные лазеры, полупроводниковые лазеры и лазеры на красителях. Недавно были разработаны лазеры на свободных электронах. Мощные лазеры обычно имеют импульсный выход.

История:

Ключевая концепция лазерной техники была установлена ​​еще в 1917 году, когда Эйнштейн предложил «стимулированное излучение». Когда-то термин «лазер» вызывал споры; Гордон Гулд был первым, кто использовал этот термин в записях.
В 1953 году американский физик Чарльз Хард Таунс и его ученик Артур Сяо Луо изготовили первый микроволновый квантовый усилитель и получили высококогерентный микроволновый луч.
В 1958 году Ч.Х. Таунс и А.Л. Сяо Луо расширили принцип микроволновых квантовых усилителей на оптический диапазон частот.
В 1960 году Т.Х. Теодор Мейман изготовил первый рубиновый лазер.
В 1961 г. иранский ученый А. Джавин и другие создали гелий-неоновый лазер.
В 1962 г. Р.Н. Холл и другие создали полупроводниковый лазер на арсениде галлия.
В 2013 году исследователи из Национального лазерного центра Южноафриканского научно-промышленного исследовательского совета разработали первый в мире цифровой лазер, открыв новые перспективы для лазерных приложений. Результаты исследования были опубликованы в британском журнале Nature Communications 2 августа 2013 года.

Типы и области применения лазеров:
Качество света, излучаемого лазером, чистое, а спектр стабильный, что можно использовать по-разному.
Рубиновый лазер: первоначальный лазер заключался в том, что рубин возбуждался яркой мигающей лампой, а производимый лазер был «импульсным лазером», а не непрерывным и стабильным лучом. Качество луча, производимого этим лазером, существенно отличается от лазера, создаваемого лазерным диодом, который мы используем сейчас. Это интенсивное световое излучение, длящееся всего несколько наносекунд, очень подходит для съемки легко движущихся объектов, таких как голографические портреты людей. Первый лазерный портрет появился на свет в 1967 году. Рубиновые лазеры требуют дорогих рубинов и могут генерировать только короткие импульсы света.
Гелий-неоновый лазер: в 1960 году ученые Али Джаван, Уильям Р. Бреннет-младший и Дональд Херриот разработали гелий-неоновый лазер. Это первый газовый лазер. Этот тип лазера обычно используется голографическими фотографами. Два преимущества: 1. Непрерывный лазерный выход; 2. Не нужна лампа-вспышка для светового возбуждения, а используйте газ для электрического возбуждения.
Лазерный диод: Лазерный диод является одним из наиболее часто используемых лазеров. Явление спонтанной рекомбинации электронов и дырок по обе стороны PN-перехода диода для излучения света называется спонтанным излучением. Когда фотон, генерируемый спонтанным излучением, проходит через полупроводник, как только он проходит вблизи испускаемой электронно-дырочной пары, он может возбудить их рекомбинацию и произвести новые фотоны. Этот фотон вызывает рекомбинацию возбужденных носителей и испускание новых фотонов. Это явление называется вынужденным излучением. Если инжектируемый ток достаточно велик, то будет формироваться распределение носителей, противоположное состоянию теплового равновесия, т. е. инверсия населенностей. Когда носители в активном слое находятся в большом количестве инверсий, небольшое количество спонтанного излучения создает индуцированное излучение за счет возвратно-поступательного отражения на обоих концах резонатора, что приводит к частотно-селективной резонансной положительной обратной связи или обретает определенную частота. Когда усиление превышает потери на поглощение, из PN-перехода может излучаться когерентный свет с хорошими спектральными линиями — лазерный свет. Изобретение лазерного диода позволяет быстро популяризировать применение лазеров. Постоянно развиваются и популяризируются различные виды сканирования информации, оптоволоконной связи, лазерной локации, лидаров, лазерных дисков, лазерных указок, коллекций супермаркетов и т.д.