دیود لیزر 

قطعه الکترونیکی دیود لیزر یک سیستم نیمه رسانا همانند یک دیود نور است. این دیود  پیوند P-N را جهت نشر نور یکپارچه بکار می برد که در آن کلیه در امواج صوتی ک فاز برابر هستند. این نور یکپارچه به وسیله این قطعه الکترونیکی ساخته می شود که به پروسه ای به اسم تقویت نور با انتشار ناشی از اشباع ( LASER) مشهور است. و همانطور که پیوند P-N جهت ساخت نور لیزر بکار برده می شود این سیستم  به اسم یک دیود لیزری نامگذاری شده است.

این نوع دیود های نیم هادی یکی از پرفروش ترین ها در نوع خود در دنیا هستند. این قطعه الکترونیکی نخستین بار در سال ۱۹۶۲ تولید شده اند و ذکر شده که در حال حاضر در مرحله ای قرار دارند که از خیلی جوانب قابل مقایسه با شرایط صنایع الکترونیک سیلیسیمی در ۲۵ سال گذشته است.

ساخت دیود لیزری

قطعه الکترونیکی دیود لیزر ساخته شده از دو لایه گالیم آرسنید دوپ شده ( مقصود از دوپ کردن افزودن ناخالصی به یک ماده جهت تغییر عمل شیمیایی آن ماده است) است. یک لایه آن را یک نیمه هادی نوع N ایجاد می کند در صورتی که لایه  دیگر آن را یک نیمه رسانا نوع P ایجاد می کند. در این دیود ها آلومینیوم، سلنیوم و سیلیسیم جهت تغییر عمل یک ماده در رسانش بکار برده می شود.

• اتصال P-N

زمانی که میان  یک لایه از گونه P با لایه دیگری از گونه N اتصال برقرار شود یک پیوند P-N ایجاد می شود. به نقطه که این دو لایه را به هم وصل می کند محل پیوند P-N نامیده می شود. محل اتصال P-N نیمه رسانا های گونه P و  N از هم دور می شوند.

برای ساخت قطعه الکترونیکی دیود لیزر به جای سیلیکون، گالیوم آرسنید تعیین می شود. در دیود های سیلیکون معمولا انرژی در زمان تلفیق دوباره رها می شود با این وجود این رها سازی انرژی به شکل نور نیست.

در دیود های گالیوم آرسناید رها سازی انرژی به شکل نور است. در این صورت گالیوم آرسنید جهت ساخت قطعه الکترونیکی دیود لیزر بکار برده می شود.

• نیمه رسانا نوع N

اضافه کردن مقدار اندکی از اتم های خارجی به نیمه رسانای ذاتی ، یک نیمه رسانا گونه n یا  p ایجاد می کند. با افزودن ناخالصی ۵ ظرفیتی به نیمه رسانای خالص ، یک نیمه هادی گونه n ساخته می شود. در نیمه رساناهای نوع n الکترون های رها در بردارنده بار زیاد هستند در صورتی که شکاف ها در بردارنده بارهای کمتری هستند. در این صورت اکثرا  جریان الکتریکی سبب هدایت الکترون های آزاد را در نیمه رسانا های گونه n  می شود.

• نیمه رسانای نوع p

اگر ناخالصی ۳ ظرفیتی به نیمه رسانای ذاتی افزوده شود یک نیمه رسانای  گونه p ایجاد می شود. در نیمه رسانا های گونه p شکاف ها دربردارنده بار بیشتری هستند در صورتی که الکترون های آزاد دربردارنده بار کمتری هستند. در این صورت اکثرا، شکاف ها را در نیمه رسانا های گونه p هدایت  می کنند.

مزایای دیود لیزر

مزایای قطعات الکترونیکی دیود لیزر عبارتند از:

• ساخت راحت و آسان آن
• دارای وزنی سبک
• قیمت مقرون به صرفه و ارزان
• دارای سایزی کوچک
• از مزایای قطعه الکترونیکی دیود لیزر این است که در قیاس با اقسام دیگر لیزر بسیار مورد اعتماد است.
• ماندگاری زیاد
• بازدهی زیاد
• در لیزر نیمه رسانا احتیاجی به آینه یا انعکاس کننده نور نیست.
• مصرف برق کم

کاربرد دیود لیزر

در حال حاضر قطعه الکترونیکی دیود لیزر دارای کاربرد های بسیاری در حیطه های متنوعی دارد. به عنوان مثال در مخابرات فیبر نوری  این نوع دیود را بکار می برد که در فرکانس های مخابراتی متنوعی نظیر  1310nm, 1490nm, 1550nm عمل می کنند.

قلب تپنده نمایانگر های لیزری که به فراوانی در کنفرانس ها و سمینار ها بکار برده می شوند از این نوع قطعه الکترونیکی است.

در دندان پزشکی، جراحی ، زیبایی هم از این قطعه استفاده می کنند. می توان ذکر کرد که علت فراگیر شدن این گونه از دیود ها سبکی وزن، جرم کم و قیمت مقرون به صرفه آن ها در قیاس با دیگر دیود ها است. بهتر است بدانید که این قطعات الکترونیکی می توانند در توان های زیاد هم تولید شوند. این قطعات پر قدرت را می توان همانند پمپ نوری جهت راه اندازی دیگر لیزر ها بکار برد.

دیود لیزر چگونه کار می کند؟

رمانی فشار الکتریکی به واسطه قطعه الکتریکی دیود لیزر کار می ‌کند، الکترون های آزاد از محل  پیوند از ماده N  به P گردش می کنند. در این پروسه بعضی از الکترون ها بی واسطه با الکترون های ظرفیت بر همدیگر اثر می گذارند و آنها را به بیشترین سطح انرژی رسانده در صورتی که بعضی از الکترون با شکاف های نیمه رسانای گونه p تلفیق شده و سبب آزاد شدن انرژی به صورت نور می شوند. به این پروسه معمولا انتشار می گویند.

فوتون های ایجاد شده به علت انتشار خودکار به وسیله اتصال P-N رد می شوند و الکترون های آزاد را برانگیخته می کنند. در نهایت میزان زیادی فوتون رها می شوند. این پروسه را فوتون حالت برانگیخته می نامند. نوری که به علت برانگیخته شدن ایجاد می شود در راستای نقطه پیوند حرکت می کند.

دو راس شکل این قطعه الکترونیکی از لحاظ نوری منعکس می شوند. یک راس آن کاملا بازتاب گر است در صورتی که راس دیگر آن به مقدار کمی بازتاب گر است. راس کاملا بازتابی نور را کاملا بازتابیده می کند در صورتی که راس منعکس جزیی فقط قسمتی از نور را بازتابیده می کند.

نور ایجاد شده در ناحیه پیوند P-N  میان دو لایه منعکس کننده به بالا و پایین می پرد. نوری ‌که به علت شرایط برانگیخته ایجاد می شود به وسیله راس منعکس کننده قطعه الکترونیکی دیود لیزر عبور می کند تا بدین وسیله بتواند یک نور لیزر را با یک اشعه باریک ایجاد کند.

کلیه فوتون های ایجاد شده  به علت برانگیخته شدن در  سمت مورد نظر حرکت می کنند. در این صورت این نور بدون توزیع شدن در محیط به فاصله های دورتری می رود.