Laserdioden sind Halbleiterbauelemente, die durch den Prozess der stimulierten Emission kohärentes Licht emittieren. Der Aufbau einer Laserdiode ähnelt dem einer Leuchtdiode (LED), weist jedoch einige wesentliche Unterschiede auf. Laserdioden verfügen über einen aktiven Bereich, der aus einer dünnen Materialschicht wie Galliumarsenid (GaAs) mit einem höheren Brechungsindex als die umgebenden Schichten besteht. Dieser aktive Bereich ist zwischen zwei Schichten aus p-Typ- und n-Typ-Halbleitern eingebettet.
01
Wellenlänge
Die Wellenlänge des von der Laserdiode emittierten Lichts. Bei einem Singlemode-Gerät ist dies die Wellenlänge der einzelnen Spektrallinie des Laserausgangs. Bei einem Multimode-Gerät ist dies die Wellenlänge der Spektrallinie mit der größten Intensität
02
Ausgangsleistung
Maximal zulässige momentane optische Leistungsabgabe im Dauer- oder Impulsbetrieb.
03
Betriebsstrom
Die Menge an Vorwärtsstrom durch die Laserdiode, die erforderlich ist, um die angegebene typische optische Leistung bei einer angegebenen Betriebstemperatur zu erzeugen.
04
Betriebsspannung
Die Durchlassspannung an der Laserdiode, wenn das Gerät bei einer angegebenen Betriebstemperatur seine angegebene typische optische Leistung erzeugt.
Wenn am pn-Übergang eine Spannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Diese Elektronen und Löcher verbinden sich zu Elektron-Loch-Paaren, die über einen Prozess, der als spontane Emission bekannt ist, Energie in Form von Photonen freisetzen. Ohne die Anwesenheit einer kleinen Lichtmenge sind die erzeugten Photonen jedoch nicht kohärent.
Um einen kohärenten Lichtstrahl zu erzeugen, muss eine Rückkopplungsschleife erstellt werden. Dies wird erreicht, indem der Halbleiterstruktur zwei parallele Spiegel hinzugefügt werden, von denen einer teilweise reflektierend ist. Wenn im aktiven Bereich Licht erzeugt wird, prallt es zwischen den beiden Spiegeln hin und her, bis ein bestimmter Schwellenwert erreicht ist. Anschließend entweichen die Photonen als kohärenter Lichtstrahl über den teilweise reflektierenden Spiegel.
Laserdioden haben gegenüber anderen Lasertypen mehrere Vorteile. Sie sind kompakt, effizient und relativ kostengünstig in der Herstellung. Sie können auch bei hohen Geschwindigkeiten und Wellenlängen betrieben werden, was sie ideal für Telekommunikations- und Sensoranwendungen macht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Laserdioden Halbleiterbauelemente sind, die durch den Prozess der stimulierten Emission kohärentes Licht erzeugen. Sie werden häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt und bieten gegenüber anderen Lasertypen mehrere Vorteile. Aufgrund ihrer kompakten Größe, Effizienz und relativ geringen Kosten eignen sie sich besonders für die Massenproduktion und den Einsatz in Konsumgütern.
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