Ang natural na puting ilaw ay binubuo ng lahat ng mga kulay ng VIBGYOR ng nakikitang light spectrum, na isang malawak na malawak na banda ng maraming iba't ibang mga frequency. Ang mga ordinaryong LED ay nagbibigay ng isang output ng ilaw na madalas na binubuo ng isang kulay, ngunit kahit na ang ilaw ay naglalaman ng mga electromagnetic na alon, na sumasakop sa isang malawak na banda ng mga frequency. Ang lens system na tumututok sa ilaw ay may nakapirming haba ng focal, ngunit ang haba ng pokus na kinakailangan upang ituon ang iba't ibang mga haba ng daluyong (mga kulay) ng ilaw ay magkakaiba. Samakatuwid, ang bawat kulay ay ituon sa iba't ibang mga punto, na sanhi ng 'chromatic aberration'. Ang ilaw ng laser diode naglalaman lamang ng iisang dalas. Samakatuwid, maaari itong nakatuon sa pamamagitan ng kahit isang simpleng sistema ng lens sa isang napakaliit na punto. Walang chromatic aberration dahil isa lamang ang haba ng haba ang umiiral, din ang lahat ng enerhiya mula sa light source ay puro sa isang napakaliit na lugar ng ilaw. Ang LASER ay isang acronym para sa Light Amplification ng Stimulated Emission of Radiation.

Chromatic Aberration

Pagbuo ng Laser Diode

Ipinapakita ng nasa itaas na pigura ang isang pinasimple na pagtatayo ng isang laser diode, na katulad ng a light emitting diode (LED) . Gumagamit ito ng gallium arsenide doped na may mga elemento tulad ng siliniyum, aluminyo, o silikon upang makabuo ng uri ng P at uri ng N mga materyales na semiconductor . Habang ang isang laser diode ay may isang karagdagang aktibong layer ng undoped (intrinsic) gallium arsenide na may kapal lamang ng ilang mga nanometers, sandwiched sa pagitan ng mga P at N layer, mabisang paglikha ng isang PIN diode (P type-Intrinsic-N type) . Nasa layer na ito na nagawa ang ilaw ng laser.

Pagbuo ng Laser Diode

Paano gumagana ang Laser Diode?

Ang bawat atom ayon sa teorya ng kabuuan, maaari ang mga enerhiya lamang sa loob ng isang tiyak na antas ng discrete na enerhiya. Karaniwan, ang mga atomo ay nasa pinakamababang estado ng enerhiya o ground state. Kapag ang isang mapagkukunan ng enerhiya na ibinigay sa mga atomo sa ground state ay maaaring nasasabik na pumunta sa isa sa mga mas mataas na antas. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagsipsip. Matapos manatili sa antas na iyon para sa isang napakaikling tagal, ang atom ay babalik sa paunang kalagayan sa lupa, na nagpapalabas ng isang photon sa proseso, Ang prosesong ito ay tinatawag na kusang paglabas. Ang dalawang proseso na ito, pagsipsip at kusang paglabas, nagaganap sa isang maginoo na mapagkukunan ng ilaw.

“ano ang pagkakaiba sa pagitan ng direkta at alternating kasalukuyang ”

Prinsipyo ng Pagkilos ng Laser

Kung sakaling ang atom, nasa isang nasasabik pang estado, ay sinaktan ng isang panlabas na poton na may tumpak na lakas na kinakailangan para sa kusang paglabas, ang panlabas na photon ay nadagdagan ng isa na binigay ng nasasabik na atom, Bukod dito, ang parehong mga photon ay inilabas mula sa parehong nasasabik na estado sa parehong yugto, Ang prosesong ito, na tinatawag na stimulated emission, ay pangunahing para sa aksyon ng laser (ipinakita sa itaas na pigura). Sa prosesong ito, ang susi ay ang photon na mayroong eksaktong parehong haba ng haba ng daluyan ng ilaw na ilalabas.

Paglaki at Pagbabago ng populasyon

Kapag ang mga kanais-nais na kundisyon ay nilikha para sa stimulated emission, parami nang paraming mga atomo ang napipilitang naglalabas ng mga photon sa gayon nagsimula ang isang reaksyon ng kadena at naglalabas ng isang napakalaking halaga ng enerhiya. Nagreresulta ito sa isang mabilis na pagbuo ng lakas ng pagpapalabas ng isang partikular na haba ng daluyong (monochromatic light), na naglalakbay nang maayos sa isang partikular, naayos na direksyon. Ang prosesong ito ay tinatawag na amplification ng stimulated emission.

Ang bilang ng mga atomo sa anumang antas sa isang naibigay na oras ay tinatawag na populasyon ng antas na iyon. Karaniwan, kapag ang materyal ay hindi nasasabik sa panlabas, ang populasyon ng mas mababang antas o estado ng lupa ay mas malaki kaysa sa itaas na antas. Kapag ang populasyon ng mas mataas na antas ay lumampas sa mas mababang antas, na kung saan ay isang pagbabaligtad ng normal na pananakop, ang proseso ay tinatawag na inversion ng populasyon. Ang sitwasyong ito ay mahalaga para sa isang aksyon ng laser. Para sa anumang stimulated emission.

Kinakailangan na ang pang-itaas na antas ng enerhiya o nakamit na matatag na estado ay dapat magkaroon ng mahabang buhay, ibig sabihin, ang mga atomo ay dapat na huminto sa natutugunan na matatag na estado para sa mas maraming oras kaysa sa mas mababang antas. Kaya, para sa aksyon ng laser, ang mekanismo ng pumping (kapana-panabik na may panlabas na mapagkukunan) ay dapat na mula sa isang tulad, upang mapanatili ang isang mas mataas na populasyon ng mga atomo sa itaas na antas ng enerhiya na may kaugnayan sa sa mas mababang antas.

Pagkontrol sa Laser Diode

Ang laser diode ay pinamamahalaan sa isang mas mataas na kasalukuyang, karaniwang tungkol sa 10 beses na mas malaki kaysa sa isang normal na LED. Ang pigura sa ibaba ay naghahambing ng isang grapiko ng ilaw na output ng isang normal na LED at ng isang laser diode. Sa isang LED ang ilaw na output ay patuloy na tataas habang ang kasalukuyang diode ay nadagdagan. Sa isang laser diode, gayunpaman ang ilaw ng laser ay hindi nagagawa hanggang sa maabot ang kasalukuyang antas sa antas ng threshold kapag nagsimulang maganap ang stimulated emission. Ang kasalukuyang threshold ay karaniwang higit sa 80% ng maximum na kasalukuyang pumasa ang aparato bago masira! Para sa kadahilanang ito, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng laser diode ay dapat na maingat na maayos.

Paghahambing sa pagitan ng isang LED

Ang isa pang problema ay ang paglabas ng mga photon ay napaka nakasalalay sa temperatura, ang diode ay pinapatakbo na malapit sa limitasyon nito at sa gayon ay mainit, samakatuwid ay binabago ang dami ng ilaw na inilalabas (photons) at kasalukuyang diode. Sa oras na ang laser diode ay gumagana nang mahusay ito ay tumatakbo sa bingit ng sakuna! Kung ang kasalukuyang binabawasan at bumagsak sa ibaba ng kasalukuyang threshold, ang stimulated emission ay tumitigil lamang ng masyadong maraming kasalukuyang at ang diode ay nawasak.

Tulad ng aktibong layer ay puno ng mga oscillating foton, ang ilan (karaniwang mga 60%) ng ilaw ay nakatakas sa isang makitid, patag na sinag mula sa gilid ng diode chip. Tulad ng ipinakita sa ibaba na pigura, ang ilang mga natitirang ilaw ay makatakas din sa kabaligtaran na gilid at nakasanayan na buhayin ang isang photodiode , na nagpapalit ng ilaw pabalik sa kasalukuyang kuryente. Ang kasalukuyang ito ay ginagamit bilang isang puna sa awtomatikong circuit ng driver ng diode, upang masukat ang aktibidad sa laser diode at tiyakin sa pamamagitan ng pagkontrol sa kasalukuyang sa pamamagitan ng laser diode, na ang kasalukuyang at ilaw na output ay mananatili sa isang pare-pareho at ligtas na antas.

Pagkontrol sa Laser Diode

Mga aplikasyon ng Laser Diode

Ang mga Module ng Laser Diode ay perpekto para sa mga application tulad ng science sa buhay, pang-industriya, o instrumento sa pang-agham. Magagamit ang Mga Module ng Laser Diode sa iba't ibang mga wavelength, kapangyarihan ng output, o mga hugis ng sinag.

Ginagamit ang mga low laser Laser sa isang pagtaas ng bilang ng mga pamilyar na application kabilang ang mga CD at DVD player at recorder, mga bar code reader, mga security system, optikal na komunikasyon at mga instrumento sa pag-opera

Mga aplikasyon sa industriya: Pag-ukit, paggupit, pagsusulat, pagbabarena, hinang, atbp.
Tinatanggal ng mga medikal na aplikasyon ang mga hindi ginustong tisyu, mga diagnostic ng mga cancer cell na gumagamit ng fluorescence, gamot sa ngipin. Sa pangkalahatan, ang mga resulta na gumagamit ng mga laser ay mas mahusay kaysa sa mga resulta na gumagamit ng isang surgical kutsilyo.

Ginamit ang mga Laser Diode para sa Telecom: Sa patlang ng telecom na 1.3 μm at 1.55 μm band laser diodes na ginamit bilang pangunahing mapagkukunan ng ilaw para sa mga silica fiber laser ay may mas kaunting pagkawala ng paghahatid sa banda. Ang laser diode na may iba't ibang banda ay ginagamit para sa pumping source para sa optical amplification o para sa short-distance optical link.

Kaya, ito ay tungkol sa lahat Konstruksiyon ng Laser Diode at mga gamit nito. Kung interesado ka sa pagbuo ng mga proyekto batay sa LED sa iyong sarili, pagkatapos ay maaari kang lumapit sa amin sa pamamagitan ng pag-post ng iyong mga query o makabagong kaisipan sa seksyon ng mga komento sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo, Ano ang pagpapaandar ng isang Laser Diode?