Laser Diode Technology Tutorial

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半導体レーザーダイオード技術は、今日、電子産業の多くの分野で広く使用されています。

レーザーダイオードは、レーザー光の開発においてコスト効率と信頼性の高い手段を提供し、今や十分に確立されています。

レーザーダイオードは、CD、DVD、その他のデータストレージから電気通信リンクまで、エレクトロニクスの多くの分野で使用されており、レーザーダイオード技術は、コヒーレント光を開発する非常に便利な手段を提供します。

レーザーダイオードは、堅牢で信頼性が高く、高レベルのパフォーマンスを提供しながら、これらすべてのアプリケーションで費用対効果の高いソリューションを提供することができます。

• パワー能力：レーザーダイオードは、数ミリワットから数百ワットまでのパワーレベルを提供することが可能です。
• 効率。 レーザーダイオードの効率は30%を超えることがあり、コヒーレント光を発生させるのに特に効率的な方法となっています。
• コヒーレント光。 レーザーの性質として、コヒーレントな光を発生させることができる。 これは高密度光ストレージアプリケーションのための回折限界スポットに集束することができる。
• 堅牢な構造。 レーザーダイオードは完全に固体であり、壊れやすいガラス要素や重要なセットアップ手順を必要としない。 そのため、過酷な条件下でも動作させることができる。
• コンパクト。 レーザーダイオードは非常に小さく、レーザーダイオード技術が非常にコンパクトなソリューションを提供することを可能にしています。
• 多様な波長：最新の技術と多様な材料を用いて、レーザーダイオード技術は、広いスペクトルにわたって光を発生させることができます。 波長の短い青色光を使用することで、より高密度な保存のために画像の焦点を絞ることができます。
• 変調。 レーザーダイオードの変調は容易であり、このためレーザーダイオード技術は多くの高データレート通信アプリケーションに理想的です。 変調は、レーザーダイオードへの駆動電流を直接変調することによって実現されます。 このため、高速データ通信などのアプリケーションでは、数GHzまでの周波数を実現することができます。

レーザーダイオードの背景

レーザーという名前は、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationという言葉に由来しています。 レーザーは、1920年以前にアルバート・アインシュタインによって初めて提唱された誘導放出と呼ばれる現象によって動作します。 気体、液体、アモルファス固体など様々な媒体がレーザーに使用されるが、最初のものは1960年代にルビーを使って実現された。 その後、1961年にヘリウムネオンガスレーザーが実現したが、1970年に林が半導体レーザーを室温で動作させることに成功した。 これは、長年にわたって多くの人々や組織によって行われてきた研究の最終段階であった。

レーザーダイオードシンボル

回路図に使われるレーザーダイオードシンボルは、しばしば発光ダイオードに使われるものと同じものである。 このレーザーダイオードの回路記号は、基本的な半導体ダイオードの記号に、光の発生と発散を示す矢印をつけたものです。

回路内で使用する場合、他の発光ダイオードと区別するためにレーザーダイオードと表記することがあります。 その中で使用される概念の多くは非常に似ていますが、それらはかなり異なる方法で動作します。

• 注入レーザーダイオード。
  • インジェクションレーザーダイオード：インジェクションレーザーダイオード（ILD）は、発光ダイオードと多くの共通点を持っています。 そのため、このような場合にも、安心してお使いいただけます。 主な違いは、レーザーダイオードは両端が反射する細長いチャネルで製造されることです。
    動作時には、PN接合に電流が流れ、発光ダイオードで光を発生させるのと同じプロセスで光が発生する。 しかし、光はダイオード自体に形成された導波路の中に閉じ込められる。 光は反射され、増幅された後、レーザーダイオードの一端から出射されます。
  • 光励起半導体レーザー。 光励起半導体レーザー（OPSL）は、III-V族半導体チップをベースとしている。 これは光利得媒体として機能し、ポンプ光源としてILDのような別のレーザーを使用する。 OPSL方式は、特に波長選択と内部電極構造による干渉がない点で優れています。

  レーザーダイオードの理論と動作のより完全な説明は、このチュートリアルの別のページにあります。 レーザーダイオードは、他の多くのダイオードほど安価ではありませんが、オーバーヘッドプロジェクターのスライドプレゼンテーションの説明に使用されるライトペンシルにさえレーザーダイオードが使用されているという事実が示すように、レーザーダイオードはまだ大量に、比較的低コストで生産されています。 一方、光通信用のレーザーダイオードは、1秒間に20ギガビットを超えるデータ転送速度が確認されている。

  その他の電子部品：
  抵抗器 コンデンサ インダクタ 水晶振動子 ダイオード トランジスタ フォトトランジスタ FET メモリタイプ サイリスタ コネクタ RFコネクタ バルブ/チューブ バッテリ スイッチ リレー
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