Het omzetten van een LED (Light Emitting Diode) in een laserdiode omvat verschillende belangrijke aanpassingen om de lichtuitstralende eigenschappen te verbeteren om coherente laserlichtemissie te bereiken. In tegenstelling tot LED’s, die onsamenhangend licht uitstralen, zenden laserdiodes coherent licht uit met specifieke golflengten en hoge intensiteit. Hier is een overzicht van het proces:
- Optische feedback: LED’s missen optische feedbackmechanismen die nodig zijn voor de gestimuleerde emissie die nodig is in laserdiodes. Om een LED in een laserdiode om te zetten, wordt optische feedback doorgaans geïntroduceerd via facetten of spiegels aan de uiteinden van het halfgeleidermateriaal. Hierdoor kan licht heen en weer reflecteren, waardoor verdere emissie van fotonen in fase wordt gestimuleerd.
- Stroom- en spanningsaanpassingen: Laserdiodes vereisen een hogere stroomdichtheid en nauwkeurige spanningsomstandigheden in vergelijking met LED’s. Dit is om de populatie-inversie te bereiken die nodig is voor gestimuleerde emissie. Aanpassingen in het doteringsprofiel van het halfgeleidermateriaal en de geometrie van het apparaat zijn van cruciaal belang om deze omstandigheden te optimaliseren.
- Heat Management: Laserdiodes genereren meer warmte dan LED’s vanwege de hogere stroomdichtheden en kunnen catastrofale optische schade (COD) ondergaan als ze niet goed worden gekoeld. Efficiënte systemen voor warmteafvoer en thermisch beheer zijn essentieel voor een stabiele werking en een lange levensduur.
- Verpakking en montage: Laserdiodes worden doorgaans gemonteerd in hermetisch afgesloten verpakkingen om ze te beschermen tegen verontreinigingen en om de warmteafvoer te vergemakkelijken. Dit garandeert betrouwbaarheid en een lange levensduur in verschillende operationele omgevingen.
- Golflengte en vermogensregeling: Laserdiodes zijn ontworpen om licht uit te zenden op specifieke golflengten, bepaald door de bandafstand en dopingniveaus van het halfgeleidermateriaal. Dit is anders dan LED’s, die breedspectrumlicht uitstralen. Controle over de emissiegolflengte en het uitgangsvermogen is cruciaal voor verschillende toepassingen, zoals telecommunicatie, laserpointers en optische opslag.
Hoewel een LED door deze aanpassingen kan worden aangepast om enkele kenmerken van een laserdiode te vertonen, is het belangrijk op te merken dat het fundamentele verschil ligt in de coherente emissie van licht in laserdiodes versus de incoherente emissie in LED’s. Laserdiodes zijn ontworpen met specifieke eigenschappen om te voldoen aan strenge eisen voor toepassingen die nauwkeurige en intense lichtbronnen vereisen.
