เลเซอร์ไดโอด

เลเซอร์ไดโอด LD เป็นเลเซอร์ที่มีขนาดกลางที่เกิดขึ้นจากรอยต่อ p-n ของสารกึ่งตัวนำที่คล้ายกันกับที่พบในไดโอดเปล่งแสงที่มีใช้งานกันอยู่ เลเซอร์ไดโอดจะเกิดขึ้นได้จากการฉีดกระแสไฟฟ้าเข้าไป เลเซอร์ไดโอดควรจะแตกต่างจากเลเซอร์ไดโอดปั๊มออปติกส์ (optically pumped laser diodes), ซึ่งจะให้กำลังขับ (ปั๊ม) ด้วยลำแสงซึ่งมักจะกระตุ้นให้เกิดขึ้นได้โดยเลเซอร์ไดโอด

 ทฤษฎีการทำงาน 
เลเซอร์ไดโอดถูกสร้างโดยการเจือสารกระตุ้น (doping) เป็นชั้นบางมากบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ของผลึก ผลึกจะถูกเจือเพื่อผลิตบริเวณของสารชนิด n และบริเวณของสารชนิด p (n-type region and a p-type region), หนึ่งในผลลัพธ์ข้างต้นก็คือ ทำให้เกิดรอยต่อของสาร p-n หรือไดโอดนั่นเอง

เลเซอร์ไดโอดสร้างจากส่วนย่อยของการจัดหมวดหมู่ขนาดใหญ่ของไดโอดสารกึ่งตัวนำรอยต่อ p-n  การไบแอสกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าข้ามผ่านเลเซอร์ไดโอดจะทำให้พาหะของประจุไฟฟ้า (charge carrier) สองชนิดคือ - โฮลและอิเล็กตรอน - จะ "ถูกฉีด" จากแต่ละอีกฝั่งที่อยู่ด้านตรงข้ามกันของรอยต่อ p-n เข้ามาในบริเวณเขตการพร่อง โฮลจะถูกฉีดจากบริเวณของสารกึ่งตัวนำที่เป็นสารเจือชนิด P และอิเล็กตรอนจากบริเวณของสารเจือชนิด n (คือ บริเวณของการพร่องปราศจากประจุสื่อนำทางไฟฟ้าใด ๆ ในรูปแบบที่เป็นผลมาจากความแตกต่างทางความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างสารกึ่งตัวนำชนิด n (n-type) และสารชนิด p (p-type) เมื่อใดก็ตามที่พวกมันอยู่ในสถานะของการสัมผัสติดต่อกันทางกายภาพกันอยู่) เนื่องจากเป็นการใช้การฉีดของประจุในการสร้างกำลังแก่เลเซอร์ไดโอดมากที่สุด, ประเภทของเลเซอร์แบบนี้บางครั้งเรียกว่า "เลเซอร์ฉีด" หรือ "เลเซอร์ไดโอดฉีด" (ILD) เป็นเลเซอร์ไดโอดที่เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่พวกมันอาจถูกจัดจำแนกได้ว่าเป็นเลเซอร์สารกึ่งตัวนำ ซึ่งเป็นการกำหนดคุณลักษณะอย่างใดอย่างหนึ่งที่มีความแตกต่างจากเลเซอร์สถานะของแข็ง

อีกวิธีหนึ่งในการจ่ายพลังงานให้กับเลเซอร์ไดโอดบางชนิดคือการใช้การปั๊มด้วยแสง (optical pumping) เลเซอร์สารกึ่งตัวนำแบบปั๊มด้วยแสง (Optically pumped semiconductor laser) (OPSL) ใช้ชิปสารกึ่งตัวนำชนิด 3-5 (III-V semiconductor chip) (III และ V คือ สัญลักษณ์ตัวเลขโรมัน) เป็นตัวกลางในการรับการกระตุ้นให้ปลดปล่อยแสง และใช้เลเซอร์อีกตัวหนึ่ง (มักจะเป็นเลเซอร์ไดโอดอีกตัวหนึ่ง) เป็นแหล่งปั๊มพลังงานแสง OPSL มีข้อได้เปรียบเหนือ ILD หลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องการเลือกความยาวคลื่นได้และปราศจากการแทรกสอดของคลื่นจากโครงสร้างของขั้วอิเล็กโทรดที่อยู่ภายในArrigoni, M. et al. (2009-09-28) "Optically Pumped Semiconductor Lasers: Green OPSLs poised to enter scientific pump-laser market", Laser Focus World"Optically Pumped Semiconductor Laser (OPSL)", Sam's Laser FAQs. ข้อดีอีกประการหนึ่งของ OPSL คือความคงตัวของพารามิเตอร์หรือค่าตัวแปรของลำแสง เช่น การบานออกของลำแสง, รูปร่าง, และการเล็งทิศทาง เนื่องจากกำลังของปั๊ม (และดังนั้นกำลังเอาต์พุต) มีความหลากหลาย แม้จะมีอัตราส่วนกำลังเอาต์พุต 10:1 ก็ตาม

 ดูเพิ่มเติม 
 Collimating lens
 Laser safety
 List of laser articles
 Superluminescent diode

 อ้างอิง 

 อ่านเพิ่มเติม 
  (for direct and indirect band gaps)
  (For Stimulated Emission)
  (for VCSELS)
  (for VECSELS)
  (For external cavity diode lasers)

 ลิ้งค์ภายนอก 

 An Introduction to Laser Diodes
 Overview of available single mode diode lasers 
 Video showing laser bar assembly process 
 Sam's Laser FAQ by Samuel M. Goldwasser
 Driving Diode Lasers. EuroPhotonics, 08/2004 
 Britney Spears Guide to Semiconductor Physics Edge-emitting lasers
 Application and technical notes explaining 
 Application explaining how to design and test laser driver 


Category:Optical diodes
Category:Heat-assisted magnetic recording
Category:Dental lasers
Category:American inventions
Category:1962 introductions
Category:1962 neologisms


หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ
หมวดหมู่:แหล่งกำเนิดแสง