відниковий лазер являє собою напівпровідниковий діод типу р-п, виконаний з активного матеріалу, здатного випромінювати світлові кванти-фотони. В якості такого матеріалу переважно використовується арсенід Галія з відповідними добавками (телуру, алюмінію, кремнію, цинку). Залежно від характеру і кількості присадок напівпровідник має галузі електронної п (за рахунок телуру) і доречний р (за рахунок цинку) провідностей.
Під дією прикладеної напруги в напівпровіднику відбувається збудження носіїв, у силу чого виникає випромінювання світлової енергії і з'являється потік фотонів. Цей потік, багато разів відбиваючись від дзеркал, що утворюють резонансну систему, посилюється, що призводить до появи лазерного променя з остронаправленной діаграмою випромінювання.
Схематично напівпровідниковий лазер зображений на (мал. 5).
В
Рис. 5. Напівпровідниковий лазер
Об'єм напівпровідника приблизно 1 мм 3. До нього підведені металеві електроди для подачі електричної напруги. Роль відбивають дзеркал виконують плоськопараллельниє відполіровані торцеві грані напівпровідника. Випромінювання відбувається в шарі р-п переходу товщиною 0,15 ... 0,2 мкм.
Поряд з лазерами в Як джерело оптичного випромінювання можуть застосовуватися світлодіоди. Світлодіод є таким же люмінесцентним напівпровідником типу р-п з арсеніду Галія, але не має резонансного підсилення. На відміну від лазера, що володіє гостронаправленим когерентним променем, в світлодіоді випромінювання відбувається спонтанно (мимовільно) і промінь має меншу потужність і широку спрямованість.
Порівняльні характеристики лазерів і світлодіодів наведені в табл.5 і на (мал. 5).
Таблиця 5
Випромінювач
Потужність, мВт
Діаграма, град
Ширина спектра, мм
Термін служби, год
Лазер Світлодіод
10 ... 40
5 ... 20
4 ... 20
60 ... 80
1 ... 3
30 ... 50
104 ... 105
105 ... 106
Порівнюючи звичайний світло, створюваний, наприклад, лампочкою розжарювання, з лазерним променем, можна відзначити, що в обох випадках діє потік фотонів. Але на відміну від звичайного світла, заснованого на тепловій природою виникнення та випромінювального дуже широкий безперервний спектр частот, лазерний промінь має електромагнітну основу і являє собою монохроматичне (однохвильова) промінь.
В
Рис.25. Ширина спектра лазера (1), світлодіода (2)
Лазерний промінь володіє рядом чудових властивостей. Він поширюється на великі відстані і має строго прямолінійний напрямок. Луч рухається дуже вузьким пучком з малою ступенем расходімості (він досяга...
