Vego's geïllustreerde encyclopedie van de elektronica


vorige woord     volgende woord     index van de letter L    algemene index    

LASER-diode

Een halfgeleidende diode die het LASER-effect vertoont. De LASER-diode vormt het hart van iedere Audio-CD of DVD speler, van iedere CD-ROM drive en van de moderne glasvezelcommunicatie.
Het principe van de werking van een LASER-diode komt overeen met dat van de andere LASER's (zie bij LASER), met dat verschil dat voor het aanstoten van de elektronen gebruik wordt gemaakt van de typische eigenschappen van halfgeleidende materialen. Worden in een grenslaag tussen twee speciale halfgeleiders een grote hoeveelheid ladingsdragers geïnjecteerd, dan is de gestimuleerde emissie van straling groter dan de absorbtie-emissie, waardoor aan de voorwaarden wordt voldaan voor het opwekken van het LASER-effect. Een LASER-diode werkt in principe op dezelfde manier als een LED. Ook bij de LASER-diode ontstaat het licht in de PN-overgang, zie onderstaande figuur, als er stroom doorheen de diode vloeit. Voor het verkrijgen van de LASER-werking zijn de zijvlakken van het stukje halfgeleider voorzien van spiegelende oppervlakken.

Aan één zijde is deze spiegel half doorlaatbaar. De spiegeltjes zorgen ervoor dat het licht dat wordt uitgezonden door elektronen die terugvallen naar hun 'normale' baan teruggekaatst wordt naar de PN-overgang, waardoor de gestimuleerde emissie ontstaat en een heleboel elektronen opeens allemaal terug vallen. Het LASER-licht, dat op deze manier ontstaat, wordt via de half doorlaatbare spiegel naar buiten gevoerd.

In onderstaande figuur is de praktische samenstelling van een LASER-diode, in dit geval het type CQL10, getekend. Deze laserdiode zendt een lichtstraal uit met een golflengte tussen de 780 en de 800 nm.

Groot fundamenteel verschil tussen een gas-LASER en een LASER-diode is dat deze laatste geen gebundelde straal uitzendt. Typische openingshoek van een laserdiode is 50 °. Iets dat onmiddellijk opvalt is dat de diode drie aansluitingen heeft, terwijl men zou verwachten dat een LASER-diode, net zoals iedere andere diode, het met twee aansluitingen kan stellen. Bij een nadere beschouwing van de constructie van zo'n onderdeel blijkt echter dat er, naast de eigenlijke LASER-diode, ook nog een fotodiode in de behuizing zit. Deze fotodiode noemt men de monitordiode en in de meeste schema's wordt deze diode voorgesteld door de afkorting 'MD'. De afkorting 'LD' staat dan uiteraard voor de eigenlijke LASER-diode. Deze monitordiode is noodzakelijk omdat het sturen van een LASER-diode een tamelijk kritische zaak is. Het eigenlijke fysische LASER-proces treedt namelijk maar eerst op bij een bepaalde stroom Id, stroom die erg afhankelijk is van de temperatuur. Wordt de diode doorlopen door een lagere stroom, dan werkt het onderdeel als een gewone LED en men zal niets meer waarnemen dan een zacht rood schijnsel. De kritische LASER-stroom is gemiddeld gelijk aan 50 tot 80 mA en de stuurschakeling die de diode van een constante stroom voorziet moet de stroom steeds zo instellen dat de diodestroom groter is dan de kritische LASER-stroom Id, maar anderzijds niet te groot wordt.
Het in de diode opgewekte vermogen zal namelijk zeer snel stijgen als de stroom boven de kritische waarde komt. Een zeer kleine stroomstijging heeft een vertienvoudiging van het vermogen tot gevolg. Zelfs zeer kleine stroomschommelingen kunnen tot gevolg hebben dat de diode wordt vernield. Vandaar dat het noodzakelijk is de stroom die door de LASER-diode wordt gestuurd uit een tegengekoppelde stroombron te betrekken. De monitor-diode stuurt dit teruggekoppeld systeem. Deze fotodiode vangt een gedeelte van de uitgezonden straling op. De grootte van het uitgangssignaal van deze diode is een maat voor de uitgezonden energie van de LASER-diode. Op het moment dat de diode overgaat van LED- naar LASER-bedrijf zal het uitgangssignaal van de diode stijgen. Op deze manier is men in staat de LASER-stroom zo te regelen, dat onder alle temperatuursomstandigheden de diode net boven de kritische LASER-grens wordt ingesteld.

Interessante elektronica links
Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin
Klik hier ... Boeken voor de elektronicus
Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie
Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC
Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen
Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis
Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit
Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer
Klik hier ... Goedkope dataloggers voor t, RH, CO, V en I
Klik hier ... Educatieve producten voor het basisonderwijs