Diode laser là gì? Cấu tạo của laser diode?

Diode Laser là một thiết bị bán dẫn tương tự như diode LED. Sử dụng tiếp giáp p-n để phát ra ánh sáng kết hợp tất cả các song có cùng tần số và pha, qua sự phát xạ của bức xạ được khuếch đại tạo ánh sáng kết hợp được viết tắt là LASER. Với các bước sóng khác nhau nên màu sắc của diode laser cũng khác nhau

Ánh sáng từ ánh sáng mặt trời hoặc từ hầu hết các nguồn sáng nhân tạo chứa các sóng có nhiều bước sóng và chúng lệch pha với nhau. Các sóng ánh sáng từ các nguồn sáng đơn sắc như bóng đèn sợi đốt cũng không cùng pha với nhau. Trái ngược với các nguồn sáng trước đó, điốt laser tạo ra một chùm ánh sáng laser hẹp trong đó tất cả các sóng ánh sáng có bước sóng tương tự nhau và chúng truyền cùng với các cực đại của chúng xếp thành hàng. Đây là lý do tại sao các chùm tia laser rất sáng, và có thể được tập trung vào một điểm rất nhỏ

Trong số tất cả các thiết bị sản xuất ánh sáng laser, điốt laser hoặc laser bán dẫn là hiệu quả nhất và chúng có các gói nhỏ hơn. Vì vậy, chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị khác nhau như máy in laser, đầu đọc mã vạch, hệ thống an ninh, xe tự hành (LIDAR), hoặc được lắp vào đèn laser sân khấu thông tin liên lạc sợi quang, v.v.

Làm thế nào một Diode Laser hoạt động?

Hoạt động của một diode laser diễn ra theo ba bước chính:

Hấp thụ năng lượng

Các diode laser bao gồm một điểm nối pn nơi tồn tại lỗ và electron. (Ở đây, một lỗ có nghĩa là sự vắng mặt của một điện tử). Khi một điện áp nhất định được đặt vào tiếp giáp pn, các electron sẽ hấp thụ năng lượng và chúng chuyển sang mức năng lượng cao hơn. Các lỗ trống được hình thành tại vị trí ban đầu của electron bị kích thích. Các electron ở trong trạng thái kích thích này mà không kết hợp lại với các lỗ trống trong một khoảng thời gian rất nhỏ, được gọi là thời gian tái tổ hợp của Hồi hoặc thời gian sống ở trạng thái thượng lưu. Thời gian tái hợp là khoảng một nano giây đối với hầu hết các điốt laser

Phát xạ tự phát

Sau thời gian sống ở trạng thái trên của các electron bị kích thích, chúng kết hợp lại với các lỗ trống. Khi các electron rơi từ mức năng lượng cao hơn xuống mức năng lượng thấp hơn, sự khác biệt về năng lượng được chuyển đổi thành photon hoặc bức xạ điện từ. Quá trình này được sử dụng để sản xuất ánh sáng trong đèn LED. Năng lượng của photon phát ra được cho bởi sự khác biệt giữa hai mức năng lượng.

Phát xạ kích thích

Chúng ta cần nhiều photon kết hợp hơn từ diode laser hơn là các photon phát ra trong quá trình phát xạ tự phát. Một gương phản chiếu một phần được sử dụng ở hai bên của diode để các photon được giải phóng từ phát xạ tự phát bị giữ lại trong tiếp giáp pn cho đến khi nồng độ của chúng đạt đến giá trị ngưỡng. Các photon bị bẫy này kích thích các electron bị kích thích tái hợp với các lỗ trống ngay cả trước thời gian tái hợp của chúng. Điều này dẫn đến việc giải phóng nhiều photon cùng pha với các photon ban đầu và do đó đầu ra được khuếch đại. Một khi nồng độ photon vượt quá ngưỡng, chúng thoát ra khỏi các gương phản xạ một phần, dẫn đến ánh sáng kết hợp đơn sắc sáng  

Các bước sóng tạo ra màu sắc của diode laser

• Diode laser 405nm, diode laser 445 với diode 450nm
• Diode laser 420 nm, diode laser 532 nm
• diode 638 nm, diode laser 650 nm, diode laser 660nm

Với các công suất thông dụng của diode laser

• Diode laser 500mw 3in1 
• Diode laser 1500mw 3in1
• Diode laser 3000mw đến 32w