LASER a Diodo Semicondttore ( Diode LASER )
Tipologia: LASER a Semiconduttore
Emissione: Continua
Lunghezza d’onda: Molte Lunchezze d’onda dall’infrarosso all’ultravioletto
Potenza tipica: da qualche milliWatt fino a qualche Watt (Sigolarmente) in «batteria» (array) si arriva alle centinaia di Watt.
Mezzo Attivo: Vari tipi di semiconduttore a base di Arseniuro di Gallio, drogato con Ittrio, Alluminio, Stagno.
Il mezzo attivo è costituito dalla giunzione P/N di un diodo semiconduttore in materiale trasparente alla luce. L’eccitazione è di tipo elettrico.
Come in tutti i diodi a semiconduttore, il materiale è «drogato» con impurità in modo da realizzare due parti: una parte «N» portatrice di elettroni, e l’altra parte «P» portatrice di «Lacune» (cioè buchi nei quali ci sarebbe dovuto essere un elettrone).
Le due parti vengono unite e la zona di interfaccia è detta giunzione N-P dal punto di vista elettrico costituisce un diodo, cioè un dispositivo che può essere percorso dalla corrente elettrica solo in un verso. Nel momento in cui il dispositivo viene alimentato (bastano pochi Volt) l’elettricità (cioè gli elettroni9 cominciano a fluire e nella zona di giunzione essi si ricongiungono con le lacune.
Da questa ricongiunzione avviene l’emissione di onde elettromagnetiche (ciò accade in tutti i diodi semiconduttori).
Normalmente queste onde elettromagnetiche hanno una frequenza molto più bassa della luce. Ebbene, lavorando opportunamente sui materiali si fa in modo che l’energia tra le zone P ed N (banda di valenza) sia tale che dalla ricongiunzione di elettroni e buchi si abbia l’emissione di onde elettromagnetiche che ricadano nello porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall’occhio umano, e cioè onde luminose.
QUESTO E’ CON IL PRINCIPIO CON CUI TUTTI I LED (Light Emitting Diode) FUNZIONANO.
Ebbene: come si fa a fare modo che un LED diventi anche un LASER?
Basta «semplicemente» costruirlo in modo che la luce venga emessa da una sottilisima striscia che attraversi il cristallo (grande come un grano di sale da tavola) per tutta la sua lunghezza e poi mettere due piccolissimi specchi che permettano alla luce di rimbalzare avanti e indietro lungo il piccolo cristallo in modo che ad ogni passaggio si amplifichi.
Tutto ciò ha dimensioni piccolissime. Un Laser a semiconduttore è impossibile da costruire artigianalmente perché richiede nanotecnologie ed impianti costosissimi. Per i prototipi presentati si è semplicemente costruito l’alimentatore per farli funzionare. Il LASER a DIODO SEMICONDUTTORE sono i Laser con il più alto rendimento che raggiunge anche il 25-30%.
