لیزرهای نیمه هادی یا همان دیودهای لیزر ، لیزرهایی هستند که از مواد نیمه هادی به عنوان مواد کار استفاده می کنند. این ویژگی از اندازه های کوچک و طول عمر طولانی برخوردار است و می تواند از جریان تزریق ساده برای ولتاژ کار و جریان سازگار با مدارهای مجتمع استفاده کند ، بنابراین می تواند به صورت یکپارچه تلفیق شود.
به دلیل این مزایا ، از لیزرهای دیود نیمه هادی به طور گسترده ای در ارتباطات لیزر ، ذخیره سازی نوری ، ژیروسکوپ نوری ، چاپ لیزر ، رنج و رادار استفاده شده است.
اصل انتشار نور لیزر
لیزر باید شرایط زیر را داشته باشد:
1. وارونگی جمعیت؛
2- باید حفره ی رزونانس وجود داشته باشد ، که می تواند نقش بازخورد نوری را بازی کند و نوسانات لیزری را تشکیل دهد. شکل گیری اشکال مختلف ، ساده ترین حفره تشدید فابری-طوطی است.
3. سوم ، لیزر باید شرایط آستانه را داشته باشد ، یعنی سود باید بیشتر از ضرر کل باشد.
مشخصات لیزر نیمه هادی
لیزر نیمه هادی نوعی دستگاه لیزر با مواد نیمه هادی به عنوان ماده کار است. در سال 1962 متولد شد. علاوه بر خصوصیات متداول لیزر ، دارای مزایای زیر نیز می باشد:
(1) اندازه کوچک و وزن سبک.
(2) قدرت رانندگی کم و جریان؛
(3) راندمان بالا و عمر طولانی
(4) می توان مستقیماً توسط برق تنظیم کرد.
(5) تحقق یکپارچه سازی الکترونیکی با دستگاه های مختلف الکترونیکی آسان است.
(6) سازگار با فن آوری ساخت نیمه هادی. تولید انبوه امکان پذیر است.
به دلیل این ویژگی ها ، لیزرهای نیمه هادی از ابتدای تاسیس خود مورد توجه و تحقیقات گسترده ای از سراسر جهان قرار گرفته اند. این لیزر سریعترین و پرمصرف ترین لیزر در جهان ، اولین کسی است که برای آزمایش تجاری از آزمایشگاه خارج شده و بیشترین مقدار خروجی را دارد.
اصل کار لیزر نیمه هادی
اصل کار لیزرهای نیمه هادی روش تحریک است که از مواد نیمه هادی (یعنی استفاده از الکترون ها) برای انتقال بین باندهای انرژی برای انتشار نور استفاده می کند. سطح شکاف بلور نیمه هادی دو آینه موازی را به عنوان آینه تشکیل می دهد تا یک حفره رزونانس تشکیل شود تا نوسان نور و بازخورد ایجاد شود. پرتویی که نور ایجاد می کند تقویت می شود و نور لیزر در حال خروجی است.
لیزرهای نیمه هادی با تزریق ناقلها کار می کنند. برای انتشار لیزر باید سه شرط اساسی رعایت شود:
(1) برای تولید توزیع معکوس وارونگی جمعیت ، یعنی تعداد ذرات حالت پر انرژی به اندازه کافی بزرگتر از حالت کم انرژی است.
(2) یک حفره تشدید مناسب وجود دارد که می تواند عملکرد بازخورد را بازی کند ، به طوری که فوتون های انتشار تحریک شده تکثیر می شوند ، در نتیجه نوسان لیزر ایجاد می شود.
(3) برای بدست آوردن فوتون برابر یا بیشتر از افت فوتون ، باید یک شرط آستانه خاصی رعایت شود.
