Novinky z oboru

Co je laserová dioda

2021-01-10

Laser – zařízení schopné vyzařovat laserové světlo. První mikrovlnný kvantový zesilovač byl vyroben v roce 1954 a byl získán vysoce koherentní mikrovlnný paprsek. V roce 1958 A.L. Xiaoluo a C.H. Towns rozšířil princip mikrovlnného kvantového zesilovače do optického frekvenčního rozsahu. V roce 1960 T.H. Mayman a další vyrobili první rubínový laser. V roce 1961 A. Jia Wen a další vyrobili helium-neonový laser. V roce 1962 R.N. Hall a další vytvořili gallium arsenidový polovodičový laser. V budoucnu bude přibývat typů laserů. Podle pracovního prostředí lze lasery rozdělit do čtyř kategorií: plynové lasery, pevné lasery, polovodičové lasery a barvivové lasery. Nedávno byly vyvinuty také lasery s volnými elektrony. Vysoce výkonné lasery mají obvykle pulzní výstup.


Dějiny:

Klíčový koncept v laserové technologii byl založen již v roce 1917, kdy Einstein navrhl „stimulovanou emisi“. Termín laser byl kdysi kontroverzní; Gordon Gould byl prvním člověkem, který tento termín v záznamech použil.
V roce 1953 americký fyzik Charles Harde Towns a jeho student Arthur Xiao Luo vyrobili první mikrovlnný kvantový zesilovač a získali vysoce koherentní mikrovlnný paprsek.
V roce 1958 C.H. Towns a A.L. Xiao Luo rozšířili princip mikrovlnných kvantových zesilovačů do optického frekvenčního rozsahu.
V roce 1960 T.H. Theodore Mayman vyrobil první rubínový laser.
V roce 1961 vyrobil íránský vědec A. Javin a další helium-neonový laser.
V roce 1962 R.N. Hall a další vytvořili gallium arsenidový polovodičový laser.
V roce 2013 výzkumníci z Národního laserového centra Jihoafrické rady pro výzkum vědy a průmyslu vyvinuli první digitální laser na světě, který otevřel nové vyhlídky pro laserové aplikace. Výsledky výzkumu byly zveřejněny v britském časopise Nature Communications dne 2. srpna 2013.

Druhy a aplikace laserů:
Kvalita světla emitovaného laserem je čistá a spektrum je stabilní, což lze využít mnoha způsoby.
Rubínový laser: Původní laser spočíval v tom, že rubín byl excitován jasně blikající žárovkou a vytvořený laser byl „pulzní laser“ spíše než kontinuální a stabilní paprsek. Kvalita paprsku produkovaného tímto laserem je podstatně odlišná od laseru produkovaného laserovou diodou, kterou nyní používáme. Tato intenzivní emise světla, která trvá jen několik nanosekund, je velmi vhodná pro zachycení snadno se pohybujících objektů, jako jsou holografické portréty lidí. První laserový portrét se zrodil v roce 1967. Rubínové lasery vyžadují drahé rubíny a mohou produkovat pouze krátké pulzní světlo.
He-Ne laser: V roce 1960 vědci Ali Javan, William R. Brennet Jr. a Donald Herriot zkonstruovali He-Ne laser. Jedná se o první plynový laser. Tento typ laseru běžně používají holografičtí fotografové. Dvě výhody: 1. Produkce nepřetržitého laserového výstupu; 2. K buzení světla nepotřebujete bleskovou žárovku, ale použijte elektrický budicí plyn.
Laserová dioda: Laserová dioda je jedním z nejčastěji používaných laserů. Jev spontánní rekombinace elektronů a děr na obou stranách PN přechodu diody za účelem vyzařování světla se nazývá spontánní emise. Když foton generovaný spontánním zářením prochází polovodičem, jakmile projde kolem emitovaného páru elektron-díra, může tyto dva vybudit, aby se rekombinovaly a vytvořily nové fotony. Tento foton přiměje excitované nosiče k rekombinaci a emitování nových fotonů. Tento jev se nazývá stimulovaná emise. Pokud je vstřikovaný proud dostatečně velký, vytvoří se distribuce nosiče opačná k tepelnému rovnovážnému stavu, tedy inverze populace. Když jsou nosiče v aktivní vrstvě ve velkém počtu inverzí, malé množství spontánního záření vytváří indukované záření v důsledku vratného odrazu na obou koncích rezonanční dutiny, což má za následek frekvenčně selektivní rezonanční pozitivní zpětnou vazbu nebo získání určité frekvence. Když je zisk větší než ztráta absorpcí, může být z PN přechodu emitováno koherentní světlo s dobrými spektrálními čarami a laserovým světlem. Vynález laserové diody umožňuje rychlou popularizaci laserových aplikací. Neustále se vyvíjejí a popularizují různé typy skenování informací, komunikace pomocí optických vláken, laserové měření vzdálenosti, lidar, laserové disky, laserová ukazovátka, kolekce supermarketů atd.