Laserdiood

Laserdioodid

Laserdiood ehk pooljuhtlaser on optoelektrooniline kiirgusallikas, milles tekib optiline kiirgus nagu valgusdioodiski elektronide ja aukude rekombineerumisel, s.t vastasmärgiliste laengukandjate ühinemisel. Ent laserdioodis ei toimu see spontaanselt, vaid stimuleeritult; seega toimub valguse võimendus kiirguse stimuleeritud ehk indutseeritud emissiooni tulemusena. Sel juhul tekkiv kiirgus on monokroomne (ühevärviline) ja koherentne, mispuhul elektromagnetlainete faaside vahe püsib muutumatuna.

Valguskiirguse tekkimiseks laserdioodis on vaja, et rekombinatsioone koos kvantide ehk footonite eraldumisega toimuks rohkem kui kvantide neeldumisi. Selleks tuleb siirde piirkonnas luua pöördhõive. Seda võib saavutada laengukandjate intensiivse sisestamisega heterosiirdesse (nagu see toimus esimestes pooljuhtlaserites 1960. aastatel). Kirjeldatud tingimustel tekibki valguskvante rohkem kui neid neeldub, mille tulemusena siirde tasapinnas leviv valguslaine võimeneb, s.t tema amplituud kasvab.

Rekombinatsioonide arvu saab suurendada, kui panna valguskvandid siirde tasapinnas edasi-tagasi liikuma. Selleks lihvitakse pooljuhi monokristalli kaks otstahku paralleelseteks peegliteks, nii et moodustub optiline resonaator. Peegeldunud kvandid läbivad siis korduvalt pöördhõivestatud aktiivpiirkonna, kutsudes esile uute rekombinatsioonide ning seega kvantide tekke. Pärast mitmekordset peegeldumist väljub valguskiir läbi ühe, poolläbipaistva peegli.

Laserdioodi toitevoolu energiast muutub valgusenergiaks vähemalt 50 %.

CD-draivis kasutatav laserdioodmoodul

Näiteid erisuguse lainepikkusega kiirgust tekitavate laserdioodide kasutusaladest teaduses ja tehnikas:

• 1654, 1877, 2004, 2330, 2680, 3030 ja 3330 nm ‒ gaasspektroskoopia
• 1064,1310, 1550 ja 1625 nm ‒ kiudoptikaside
• 785 nm ‒ CD-mängija, laserprinter, optron
• 670 nm ‒ vöötkoodiluger
• 650 nm ‒ DVD-draiv
• 635 nm ‒ lidar
• 445 nm ‒ valgusallikas videoprojektoris
• 405 nm ‒ BD- (Blu-ray Disc) draiv, HD-DVD-draiv