La conversione di un LED (diodo a emissione luminosa) in un diodo laser comporta diverse modifiche chiave per migliorarne le proprietà di emissione della luce e ottenere un’emissione di luce laser coerente. A differenza dei LED, che emettono luce incoerente, i diodi laser emettono luce coerente con lunghezze d’onda specifiche e alta intensità. Ecco uno schema del processo:
- Feedback ottico: i LED non dispongono dei meccanismi di feedback ottico necessari per l’emissione stimolata necessaria nei diodi laser. Per convertire un LED in un diodo laser, il feedback ottico viene introdotto tipicamente attraverso sfaccettature o specchi alle estremità del materiale semiconduttore. Ciò consente alla luce di riflettersi avanti e indietro, stimolando un’ulteriore emissione di fotoni in fase.
- Regolazioni di corrente e tensione: i diodi laser richiedono densità di corrente più elevate e condizioni di tensione precise rispetto ai LED. Questo per ottenere l’inversione di popolazione necessaria per l’emissione stimolata. Le regolazioni del profilo di drogaggio del materiale semiconduttore e della geometria del dispositivo sono fondamentali per ottimizzare queste condizioni.
- Gestione del calore: i diodi laser generano più calore dei LED a causa delle densità di corrente più elevate e possono subire danni ottici catastrofici (COD) se non adeguatamente raffreddati. Sistemi efficienti di dissipazione del calore e di gestione termica sono essenziali per mantenere un funzionamento stabile e una lunga durata.
- Imballaggio e montaggio: i diodi laser sono generalmente montati in confezioni sigillate ermeticamente per proteggerli da contaminanti e facilitare la dissipazione del calore. Ciò garantisce affidabilità e longevità in vari ambienti operativi.
- Lunghezza d’onda e controllo della potenza: i diodi laser sono progettati per emettere luce a lunghezze d’onda specifiche determinate dal gap di banda del materiale semiconduttore e dai livelli di drogaggio. Questo è diverso dai LED, che emettono luce ad ampio spettro. Il controllo sulla lunghezza d’onda dell’emissione e sulla potenza in uscita è fondamentale per varie applicazioni come telecomunicazioni, puntatori laser e archiviazione ottica.
Sebbene un LED possa essere modificato per mostrare alcune caratteristiche di un diodo laser attraverso queste regolazioni, è importante notare che la differenza fondamentale risiede nell’emissione coerente della luce nei diodi laser rispetto all’emissione incoerente nei LED. I diodi laser sono progettati con proprietà specifiche per soddisfare i severi requisiti per applicazioni che richiedono sorgenti luminose precise e intense.
