Un diodo láser cumple la función de emitir luz coherente mediante la emisión estimulada de fotones. Funciona de manera similar a un diodo normal pero con propiedades adicionales que le permiten producir un haz de luz estrecho e intenso. Los diodos láser convierten la corriente eléctrica en luz haciendo pasar corriente a través de un material semiconductor, típicamente arseniuro de galio (GaAs) o arseniuro de indio y galio (InGaAs), que está alojado dentro de una estructura que admite retroalimentación óptica para la emisión estimulada. Esta emisión de luz coherente hace que los diodos láser sean útiles en diversas aplicaciones donde se requieren haces de luz precisos y enfocados.
La función de un diodo normal, como un diodo emisor de luz (LED) o un diodo semiconductor, es permitir que la corriente fluya en una dirección mientras la bloquea en la dirección opuesta. Cuando está polarizado directamente (voltaje positivo aplicado al ánodo con respecto al cátodo), un diodo conduce electricidad, emitiendo luz en el caso de un LED o permitiendo el flujo de corriente en otros tipos de diodos. Esta propiedad hace que los diodos sean componentes esenciales en la electrónica para rectificación, modulación de señales, conmutación y regulación de voltaje.
Los diodos láser encuentran numerosas aplicaciones en diferentes campos debido a su capacidad única para emitir luz intensa y coherente. Las aplicaciones comunes incluyen comunicación óptica (fibra óptica), impresión láser, lectores de códigos de barras, punteros láser, procedimientos médicos y quirúrgicos (láseres de corte o coagulación), sensores láser para medición de distancias (LiDAR), dispositivos de almacenamiento óptico (CD, DVD) y investigación científica (espectroscopia y microscopía). Su tamaño compacto, su eficiencia y su capacidad para emitir luz en longitudes de onda específicas hacen que los diodos láser sean indispensables en la tecnología moderna.
La acción de un diodo láser implica la emisión de luz coherente mediante emisión estimulada. Cuando la corriente pasa a través de la unión del diodo, los electrones y los huecos se recombinan, liberando fotones. Luego, estos fotones estimulan a otros electrones excitados para que emitan más fotones en fase con los iniciales, lo que da como resultado una cascada de emisión de luz que es coherente (en fase y alineada direccionalmente). Este proceso genera un haz de luz altamente concentrado y enfocado, lo que distingue los diodos láser de otras fuentes de luz como los LED, que emiten luz incoherente en un espectro más amplio.
El uso de un diodo láser implica un manejo cuidadoso y una integración en un circuito o sistema diseñado para controlar su funcionamiento y enfocar la luz emitida. Los diodos láser requieren circuitos limitadores de corriente adecuados para evitar daños por corriente excesiva. Por lo general, están alojados en paquetes que incluyen ópticas para colimar o enfocar el haz emitido. Dependiendo de la aplicación, los diodos láser pueden requerir ópticas, disipadores de calor y circuitos de control adicionales para garantizar un funcionamiento confiable y lograr las características deseadas del haz (como la divergencia del haz y la longitud de onda). Es esencial tomar precauciones de seguridad adecuadas cuando se utilizan diodos láser para evitar la exposición accidental a una luz láser intensa, que puede ser peligrosa para los ojos y la piel.