¿Cómo funcionan los diodos láser?
receta básica para el diodo láser:
1.
ganancia media
espejos hendidos< /p>
3 electrodos
4. Fuente de alimentación CC
5. embalaje
el medio de ganancia es un material optoelectrónico de banda prohibida directa y generalmente una unión pn (diseño más básico). este medio de ganancia está rodeado por electrodos y también semiconductores. estos deben estar adaptados a la red o al dominio para maximizar la conductividad eléctrica y minimizar los defectos interfaciales; por tanto, deben realizarse mediante técnicas epitaxiales (mocv, haz molecular, etc.). debe cortarse adecuadamente en los bordes para reflejar la luz. está empaquetado correctamente y la fuente de corriente continua o quizás corriente alterna está conectada a los electrodos.
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el medio de ganancia actúa como una cavidad . El material optoelectrónico GaAs, por ejemplo, emite luz cuando los electrones y los huecos se combinan nuevamente. Para ello es necesario aplicar tensión. la fuente de alimentación CC debe programarse con inductores condensadores, etc. para que cuando el láser esté encendido, la corriente sea máxima, permitiendo una emisión espontánea muy alta. en el lanzamiento, la emisión espontánea debe ser mucho mayor que la emisión estimulada. En este punto, el láser es básicamente un LED. A medida que se crea más luz, alcanza el umbral de emisión del láser, la corriente debe disminuir. ahora el voltaje debe ser alto con la menor corriente. esto garantiza una emisión más estimulada. los espejos hendidos facilitan una cavidad para que la luz aumente exponencialmente su intensidad mediante emisión estimulada. una vez que alcanza el equilibrio dinámico, se produce una luz láser útil. se puede dirigir a través de componentes microópticos en un paquete ordenado.
ahora es un diseño muy básico. Existen otros diseños, como emisión plana, cavidades verticales, etc. El espesor de la película de ganancia media también se puede llevar a 5 nm o menos. Este tipo de nanoingeniería crea una reducción en la densidad de estados que aumenta el coeficiente de ganancia (el láser se vuelve más eficiente).
Ingeniería más avanzada: dopaje de ganancia para modificar la longitud de onda, crecimiento de pozos cuánticos bajo tensión, crecimiento de puntos cuánticos (aumenta aún más el coeficiente de ganancia), uso de electrodos de cobalto (con interfaces de película delgada de zafiro) luz (también requiere dopaje de manganeso en el medio de ganancia), acoplamiento de fibras con cavidades externas (con ajuste de longitud de onda mediante tensión mecánica en la fibra) y cargas de otros materiales.
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