Diodo Laser Inclui:
Diodo Laser básico Tipos de díodos Laser Estrutura Como funciona um díodo laser Especificações Fiabilidade
Outros díodos: Tipos de díodos
A tecnologia de díodos laser semicondutores é hoje em dia amplamente utilizada em muitas áreas da indústria electrónica.
A tecnologia de díodos laser está agora bem estabelecida, com os díodos laser a fornecerem um meio rentável e fiável de desenvolver luz laser.
Com os díodos laser a serem utilizados em muitas áreas da electrónica desde CD, DVD e outras formas de armazenamento de dados até ligações de telecomunicações, a tecnologia de díodos laser oferece um meio muito conveniente para desenvolver luz coerente.
Laser diode overview
Díodos laser são utilizados em todas as áreas da electrónica desde equipamentos domésticos, passando por aplicações comerciais até ambientes industriais de hash. Em todas estas aplicações os díodos laser são capazes de fornecer uma solução rentável, ao mesmo tempo que são robustos e fiáveis e oferecem um elevado nível de desempenho.
A tecnologia de díodos laser tem uma série de vantagens:
- Capacidade de potência: Os díodos laser são capazes de fornecer níveis de potência desde alguns milliwatts até algumas centenas de watts.
- Eficiência: Os níveis de eficiência dos díodos laser podem exceder 30%, tornando os díodos laser um método particularmente eficiente de gerar luz coerente.
- Luz coerente: A própria natureza de um laser é que ele gera luz coerente. Isto pode ser focado num ponto limitado de difração para aplicações de armazenamento óptico de alta densidade.
- Construção robusta: Os diodos laser são completamente sólidos e não requerem elementos de vidro frágeis ou procedimentos críticos de configuração. Assim, eles são capazes de operar sob condições severas.
- Compacto: Os diodos laser podem ser bastante pequenos, permitindo que a tecnologia de diodo laser forneça uma solução muito compacta.
- Variedade de comprimentos de onda: Utilizando a mais recente tecnologia e uma variedade de materiais, a tecnologia de díodos laser é capaz de gerar luz sobre um amplo espectro. O uso da luz azul com um comprimento de onda curto permite uma focalização mais apertada da imagem para uma maior densidade de armazenamento.
- Modulação: É fácil modular um diodo laser, e isto torna a tecnologia de diodo laser ideal para muitas aplicações de comunicação de alta taxa de dados. A modulação é conseguida através da modulação directa da corrente de accionamento para o díodo laser. Isto permite alcançar frequências até vários GHz para aplicações como a comunicação de dados de alta velocidade.
Laser diode background
O nome laser vem das palavras Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação). Os lasers operam por causa de um fenômeno chamado emissão estimulada que foi primeiramente postulado por Albert Einstein antes de 1920. Embora uma série de meios incluindo gases líquidos e sólidos amorfos possam ser usados para os lasers, os primeiros foram realizados nos anos 60, usando rubis. Um laser de gás hélio-neon seguiu isto em 1961, mas só em 1970 é que os diodos laser semicondutores foram feitos para funcionar à temperatura ambiente pela Hayashi. Isto representou o passo final no trabalho de pesquisa que tinha sido realizado por várias pessoas e organizações ao longo dos anos. Foi necessário um estudo profundo das propriedades do Arsenídeo de gálio, o material que é usado como base para muitos díodos laser e muito trabalho nas propriedades das estruturas dos diodos.
Símbolo do diodo laser
O símbolo do diodo laser usado para diagramas de circuitos é muitas vezes o mesmo usado para os diodos emissores de luz. Este símbolo de circuito de díodo laser utiliza o símbolo básico de díodo semicondutor com setas que indicam a geração e a emanação da luz.
Quando usados dentro de um circuito, são muitas vezes denotados como sendo um díodo laser para distingui-los de outras formas de díodos emissores de luz.
Díodos laser básicos
Existem dois tipos principais de díodos laser semicondutores. Eles operam de formas bastante diferentes, embora muitos dos conceitos utilizados dentro deles sejam muito semelhantes.
- Diodo Laser de Injeção: O díodo laser de injecção, ILD, tem muitos factores em comum com os díodos emissores de luz. Eles são fabricados usando processos muito semelhantes. A principal diferença é que os diodos laser são fabricados tendo um canal longo e estreito com pontas refletoras. Isto atua como um guia de onda para a luz.
Em operação, a corrente flui através da junção PN e a luz é gerada usando o mesmo processo que gera a luz em um diodo emissor de luz. Entretanto, a luz é confinada dentro do guia de onda formado no próprio diodo. Aqui a luz é refletida e depois amplificada antes de sair através de uma extremidade do diodo laser. - Laser Semicondutor Bombeado Opticamente: Laser semicondutor bombeado opticamente, 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 a fonte da bomba. A abordagem OPSL oferece várias vantagens, particularmente na seleção do comprimento de onda e falta de interferência das estruturas internas do eletrodo.
Uma explicação mais completa da teoria e operação do diodo laser pode ser encontrada em outra página deste tutorial.
O diodo laser está agora bem estabelecido, e é usado em uma grande variedade de aplicações. Embora não tão barato como muitas outras formas de diodo, os diodos laser ainda são produzidos em grandes quantidades e a um custo relativamente baixo, como demonstrado pelo fato de que os diodos laser são usados até mesmo nos lápis de luz usados para ilustrar apresentações de slides de projetores de slides. No outro extremo do mercado, os díodos laser para uso em sistemas de comunicação óptica têm sido mostrados com taxas de dados superiores a 20 Gbits por segundo. Com níveis de desempenho nesta região, eles estão sendo usados cada vez mais em muitas aplicações de comunicação.
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