El diodo láser incluye:
Básicos de los diodos láser Tipos de diodos láser Estructura Cómo funciona un diodo láser Especificaciones Fiabilidad
Otros diodos: Tipos de diodos
La tecnología de diodos láser semiconductores se utiliza hoy en día de forma generalizada en muchas áreas de la industria electrónica.
La tecnología de diodos láser está ahora bien establecida, y los diodos láser proporcionan un medio rentable y fiable de desarrollar la luz láser.
La tecnología de diodos láser se presta a ser utilizada en muchas áreas de la electrónica, desde los CD, DVD y otras formas de almacenamiento de datos hasta los enlaces de telecomunicaciones, y ofrece un medio muy conveniente para desarrollar luz coherente.
Descripción general de los diodos láser
Los diodos láser se utilizan en todas las áreas de la electrónica, desde los equipos domésticos, pasando por las aplicaciones comerciales hasta los entornos industriales. En todas estas aplicaciones, los diodos láser son capaces de proporcionar una solución rentable a la vez que son robustos y fiables y ofrecen un alto nivel de rendimiento.
La tecnología de los diodos láser tiene una serie de ventajas:
- Capacidad de potencia: Los diodos láser son capaces de proporcionar niveles de potencia desde unos pocos milivatios hasta unos cientos de vatios.
- Eficiencia: Los niveles de eficiencia de los diodos láser pueden superar el 30%, lo que convierte a los diodos láser en un método especialmente eficiente para generar luz coherente.
- Luz coherente: La propia naturaleza de un láser es que genera luz coherente. Ésta puede enfocarse en un punto de difracción limitada para aplicaciones de almacenamiento óptico de alta densidad.
- Construcción robusta: Los diodos láser son completamente de estado sólido y no requieren elementos de vidrio frágiles ni procedimientos de configuración críticos. Por lo tanto, son capaces de funcionar en condiciones adversas.
- Compactos: Los diodos láser pueden ser bastante pequeños, lo que permite que la tecnología de diodos láser ofrezca una solución muy compacta.
- Variedad de longitudes de onda: Utilizando la última tecnología y una variedad de materiales, la tecnología de diodos láser es capaz de generar luz en un amplio espectro. El uso de luz azul con una longitud de onda corta permite enfocar mejor la imagen para conseguir una mayor densidad de almacenamiento.
- Modulación: Es fácil modular un diodo láser, y esto hace que la tecnología de diodos láser sea ideal para muchas aplicaciones de comunicaciones de alta velocidad de datos. La modulación se consigue modulando directamente la corriente de accionamiento del diodo láser. Esto permite alcanzar frecuencias de hasta varios GHz para aplicaciones como las comunicaciones de datos de alta velocidad.
Contexto del diodo láser
El nombre láser proviene de las palabras Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación). Los láseres funcionan gracias a un fenómeno llamado emisión estimulada que fue postulado por primera vez por Albert Einstein antes de 1920. Aunque se pueden utilizar varios medios, como gases, líquidos y sólidos amorfos, los primeros láseres se crearon en los años 60 con rubíes. En 1961 se creó un láser de gas de helio-neón, pero hasta 1970 Hayashi no consiguió que los diodos láser semiconductores funcionaran a temperatura ambiente. Esto representó el último paso en el trabajo de investigación que habían llevado a cabo varias personas y organizaciones a lo largo de los años. Para ello fue necesario estudiar en profundidad las propiedades del arseniuro de galio, el material que se utiliza como base de muchos diodos láser, y trabajar mucho en las propiedades de las estructuras de los diodos.
Símbolo del diodo láser
El símbolo del diodo láser que se utiliza en los diagramas de circuitos suele ser el mismo que se emplea para los diodos emisores de luz. Este símbolo de circuito de diodo láser utiliza el símbolo básico de diodo semiconductor con flechas que indican la generación y emanación de luz.
Cuando se utilizan dentro de un circuito, a menudo se denominan diodos láser para distinguirlos de otras formas de diodos emisores de luz.
Básicos de los diodos láser
Hay dos tipos principales de diodos láser semiconductores. Funcionan de forma bastante diferente, aunque muchos de los conceptos utilizados en ellos son muy similares.
- Diodo láser de inyección: El diodo láser de inyección, ILD, tiene muchos factores en común con los diodos emisores de luz. Se fabrican mediante procesos muy similares. La principal diferencia es que los diodos láser se fabrican con un canal largo y estrecho con extremos reflectantes. En funcionamiento, la corriente fluye a través de la unión PN y la luz se genera utilizando el mismo proceso que genera la luz en un diodo emisor de luz. Sin embargo, la luz está confinada dentro de la guía de ondas formada en el propio diodo. Aquí la luz se refleja y luego se amplifica antes de salir por un extremo del diodo láser.
- Láser de semiconductor bombeado ópticamente: El láser de semiconductores bombeado ópticamente, OPSL, utiliza un chip semiconductor III-V como base. Éste actúa como medio de ganancia óptica, y otro láser que puede ser un ILD se utiliza como fuente de bombeo. El enfoque OPSL ofrece varias ventajas, sobre todo en la selección de la longitud de onda y la falta de interferencia de las estructuras internas de los electrodos.
Una explicación más completa de la teoría y el funcionamiento del diodo láser se puede encontrar en otra página dentro de este tutorial.
El diodo láser está ahora bien establecido, y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. Aunque no son tan baratos como otros tipos de diodos, los diodos láser se siguen produciendo en grandes cantidades y a un coste relativamente bajo, como demuestra el hecho de que los diodos láser se utilizan incluso en los lápices de luz que se emplean para ilustrar las presentaciones de diapositivas de los retroproyectores. En el otro extremo del mercado, los diodos láser destinados a sistemas de comunicaciones ópticas han demostrado tener velocidades de datos superiores a los 20 Gbits por segundo. Con niveles de rendimiento en esta región, se están utilizando cada vez más en muchas aplicaciones de comunicaciones.
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