Mis on laserdiood

Laser – seade, mis on võimeline kiirgama laservalgust. Esimene mikrolaine-kvantvõimendi valmistati 1954. aastal ja saadi väga koherentne mikrolainekiir. 1958. aastal osalesid A.L.Xiaoluo ja C.H. Towns laiendas mikrolaine-kvantvõimendi põhimõtet optilisele sagedusvahemikule. 1960. aastal T.H. Mayman ja teised tegid esimese rubiinlaseri. 1961. aastal valmistasid A. Jia Wen ja teised heelium-neoonlaseri. 1962. aastal asus R.N. Hall ja teised lõid galliumarseniidi pooljuhtlaseri. Tulevikus on lasereid üha rohkem. Töökeskkonna järgi võib laserid jagada nelja kategooriasse: gaaslaserid, tahkelaserid, pooljuhtlaserid ja värvlaserid. Viimasel ajal on välja töötatud ka vabade elektronide laserid. Suure võimsusega laserid on tavaliselt impulssväljundiga.

Ajalugu:

Lasertehnoloogia põhikontseptsioon loodi juba 1917. aastal, kui Einstein pakkus välja "stimuleeritud emissiooni". Termin laser oli kunagi vastuoluline; Gordon Gould oli esimene inimene, kes seda terminit plaatides kasutas.
1953. aastal valmistasid Ameerika füüsik Charles Harde Towns ja tema õpilane Arthur Xiao Luo esimese mikrolaine-kvantvõimendi ja saavutasid väga koherentse mikrolainekiire.
1958. aastal ilmus C.H. Towns ja A. L. Xiao Luo laiendasid mikrolaine-kvantvõimendite põhimõtet optilisele sagedusvahemikule.
1960. aastal T.H. Theodore Mayman valmistas esimese rubiinlaseri.
1961. aastal valmistasid Iraani teadlane A. Javin ja teised heelium-neoonlaseri.
1962. aastal asus R.N. Hall ja teised lõid galliumarseniidi pooljuhtlaseri.
2013. aastal töötasid Lõuna-Aafrika teaduse ja tööstuse uurimisnõukogu riikliku laserikeskuse teadlased välja maailma esimese digitaalse laseri, mis avab laserrakendustele uusi väljavaateid. Uurimistulemused avaldati 2. augustil 2013 Briti ajakirjas Nature Communications.

Laserite tüübid ja rakendused:
Laseri poolt kiiratava valguse kvaliteet on puhas ja spekter stabiilne, mida saab kasutada mitmeti.
Rubiinlaser: algne laser oli see, et rubiini ergutas eredalt vilkuv pirn ja toodetud laser oli pigem "impulsslaser", mitte pidev ja stabiilne kiir. Selle laseriga toodetud kiire kvaliteet erineb oluliselt meie praegu kasutatava laserdioodi laseri omast. See vaid mõne nanosekundi kestev intensiivne valguse emissioon sobib väga hästi kergesti liikuvate objektide, näiteks inimeste holograafiliste portreede jäädvustamiseks. Esimene laserportree sündis aastal 1967. Rubiinlaserid nõuavad kalleid rubiine ja suudavad toota vaid lühikest impulssvalgust.
He-Ne laser: 1960. aastal kujundasid teadlased Ali Javan, William R. Brennet Jr ja Donald Herriot He-Ne laseri. See on esimene gaasilaser. Seda tüüpi lasereid kasutavad tavaliselt holograafilised fotograafid. Kaks eelist: 1. Tootma pidevat laserväljundit; 2. Valgusergastuse jaoks pole vaja välgupirni, vaid kasuta elektrilist ergutusgaasi.
Laserdiood: laserdiood on üks kõige sagedamini kasutatavaid lasereid. Elektronide ja aukude spontaanset rekombinatsiooni dioodi PN-liidese mõlemal küljel valguse kiirgamiseks nimetatakse spontaanseks emissiooniks. Kui spontaanse kiirguse tekitatud footon läbib pooljuhti, võib see kiirgava elektron-augu paari lähedusest ergutada neid rekombineerima ja tootma uusi footoneid. See footon indutseerib ergastatud kandjaid rekombineerima ja uusi footoneid kiirgama. Seda nähtust nimetatakse stimuleeritud emissiooniks. Kui sisestatud vool on piisavalt suur, moodustub termilise tasakaalu olekule vastupidine kandjajaotus, see tähendab populatsiooni inversioon. Kui aktiivses kihis olevad kandjad on suurel hulgal inversioone, tekitab väike kogus spontaanset kiirgust indutseeritud kiirgust resonantsõõnsuse mõlemas otsas toimuva edasi-tagasi peegelduse tõttu, mille tulemuseks on sagedusselektiivse resonantsi positiivne tagasiside või teatud teatud taseme saavutamine. sagedus. Kui võimendus on suurem kui neeldumiskadu, saab PN-siirdest kiirata koherentset valgust, millel on head spektrijooned-laservalgus. Laserdioodi leiutamine võimaldab laserrakendusi kiiresti populariseerida. Pidevalt arendatakse ja populariseeritakse erinevat tüüpi teabe skaneerimist, kiudoptilist sidet, laserkauguse määramist, lidarit, laserkettaid, laserosureid, supermarketite kollektsioone jne.