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¿Qué es el diodo láser?

2021-01-10

Láser: un dispositivo capaz de emitir luz láser. El primer amplificador cuántico de microondas se fabricó en 1954 y se obtuvo un haz de microondas altamente coherente. En 1958, A.L. Xiaoluo y C.H. Towns extendió el principio del amplificador cuántico de microondas al rango de frecuencia óptica. En 1960, T. H. Mayman y otros fabricaron el primer láser de rubí. En 1961, A. Jia Wen y otros fabricaron un láser de helio-neón. En 1962, R. N. Hall y otros crearon un láser semiconductor de arseniuro de galio. En el futuro, habrá más y más tipos de láseres. Según el medio de trabajo, los láseres se pueden dividir en cuatro categorías: láseres de gas, láseres sólidos, láseres semiconductores y láseres de colorante. Los láseres de electrones libres también se han desarrollado recientemente. Los láseres de alta potencia suelen ser de salida pulsada.


Historia:

El concepto clave en la tecnología láser se estableció ya en 1917 cuando Einstein propuso la "emisión estimulada". El término láser alguna vez fue controvertido; Gordon Gould fue la primera persona en utilizar este término en los registros.
En 1953, el físico estadounidense Charles Harde Towns y su alumno Arthur Xiao Luo construyeron el primer amplificador cuántico de microondas y obtuvieron un haz de microondas altamente coherente.
En 1958, C. H. Towns y AL Xiao Luo extendieron el principio de los amplificadores cuánticos de microondas al rango de frecuencia óptica.
En 1960, T. H. Theodore Mayman hizo el primer láser de rubí.
En 1961, el científico iraní A. Javin y otros fabricaron un láser de helio-neón.
En 1962, R. N. Hall y otros crearon un láser semiconductor de arseniuro de galio.
En 2013, investigadores del Centro Nacional de Láser del Consejo de Investigación de la Industria y la Ciencia de Sudáfrica desarrollaron el primer láser digital del mundo, lo que abrió nuevas perspectivas para las aplicaciones del láser. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista británica Nature Communications el 2 de agosto de 2013.

Tipos y aplicaciones de láseres:
La calidad de la luz emitida por el láser es pura y el espectro es estable, lo que puede utilizarse de muchas maneras.
Láser de rubí: el láser original era que el rubí estaba excitado por una bombilla brillante y parpadeante, y el láser producido era un "láser de pulso" en lugar de un haz continuo y estable. La calidad del rayo producido por este láser es esencialmente diferente del láser producido por el diodo láser que estamos usando ahora. Esta intensa emisión de luz que dura solo unos pocos nanosegundos es muy adecuada para capturar objetos que se mueven fácilmente, como retratos holográficos de personas. El primer retrato láser nació en 1967. Los láseres de rubí requieren rubíes costosos y solo pueden producir luz pulsada corta.
Láser He-Ne: En 1960, los científicos Ali Javan, William R. Brennet Jr. y Donald Herriot diseñaron un láser He-Ne. Este es el primer láser de gas. Los fotógrafos holográficos suelen utilizar este tipo de láser. Dos ventajas: 1. Produce una salida láser continua; 2. No necesita una bombilla de flash para la excitación de la luz, pero use gas de excitación eléctrica.
Diodo láser: El diodo láser es uno de los láseres más utilizados. El fenómeno de recombinación espontánea de electrones y huecos a ambos lados de la unión PN del diodo para emitir luz se denomina emisión espontánea. Cuando el fotón generado por la radiación espontánea pasa a través del semiconductor, una vez que pasa cerca del par electrón-hueco emitido, puede excitar a los dos para que se recombinen y produzcan nuevos fotones. Este fotón induce a los portadores excitados a recombinarse y emitir nuevos fotones. El fenómeno se denomina emisión estimulada. Si la corriente inyectada es suficientemente grande, se formará la distribución de portadores opuesta al estado de equilibrio térmico, es decir, la inversión de población. Cuando los portadores en la capa activa están en un gran número de inversiones, una pequeña cantidad de radiación espontánea produce radiación inducida debido a la reflexión recíproca en ambos extremos de la cavidad resonante, lo que da como resultado una retroalimentación positiva resonante selectiva en frecuencia, o ganando un cierto frecuencia. Cuando la ganancia es mayor que la pérdida por absorción, se puede emitir desde la unión PN una luz coherente con buenas líneas espectrales-luz láser. La invención del diodo láser permite que las aplicaciones del láser se popularicen rápidamente. Se están desarrollando y popularizando constantemente varios tipos de escaneo de información, comunicación por fibra óptica, alcance láser, lidar, discos láser, punteros láser, colecciones de supermercados, etc.