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Subido porCesaritOo Ballesteros Correa
Diodo laser
Este documento describe el funcionamiento y aplicaciones de los diodos láser. Explica que los diodos láser son semiconductores que convierten energía eléctrica en luz láser coherente mediante emisión estimulada. Se usan comúnmente en telecomunicaciones ópticas, almacenamiento óptico y otros usos que requieren un haz de luz preciso y direccional. Ventajas clave incluyen su pequeño tamaño, alta confiabilidad y bajo costo en comparación con otros tipos de láseres.
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- 1. DIODO LASER UNIVERSIDAD DEGUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS CARRERA INGENIERIA EN NETWORKING TELECOMUNICACIONES III ALUMNOS JAVIER QUEVEDO CESAR BALLESTEROS CORREA FRANK ROSAS GANAN LUIS LOPEZ DOCENTE: ING FRANCISCO PALACIOS PARALELO: N8J
- 2. DIODO LASER La palabraLASER proviene de las siglas en inglés: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation que significa: Amplificación de luz por Emisión estimulada de radiación. El concepto detrás de los láseres fue propuesto por primera vez por Albert Einstein, que demostró que la luz se compone de energías de ondas llamadas fotones. Cada fotón tiene una energía que corresponde a la frecuencia de las olas. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor es la energía transportada por las ondas. Einstein y otro científico llamado SN Bose continuación, desarrollaron la teoría detrás del fenómeno de la tendencia fotones viajar juntos. Un láser semiconductor convierte la energía eléctrica en luz. Esto se hace posible mediante el uso de un material semiconductor, cuya capacidad para conducir la electricidad está entre la de conductores y aislantes. En comparación con otros tipos de láser, láseres semiconductores son compactas, fiables y duran mucho tiempo. Tales láseres constan de dos componentes básicos, un amplificador óptico y un resonador. El amplificador está hecho de un material semiconductor de banda prohibida directa-basado en cualquiera de arseniuro de galio (GaAs) o sustratos de InP. Estos son compuestos a base de los elementos del grupo III y del grupo V de la tabla periódica. Las aleaciones de estos materiales se forman sobre los sustratos como estructuras en capas que contienen cantidades precisas de otros materiales. Un extraño proceso cuántico, donde la luz característica emitida por electrones cuando pasan de un estado de alta energía a un estado de menor energía, estimula a otros electrones para crear “saltos” similares. El resultado es una luz sincronizada que sale del material. Otra característica importante es que la luz emitida no sólo tiene la misma frecuencia (color), sino también la misma fase. (También está sincronizada). Este es el motivo por el cual luz láser se mantiene enfocada aún a grandes distancias.
- 3. DIODO LASER En elcaso de una fuente de luz blanca común, esta genera todos los diferentes colores (a sus respectivas frecuencias) en forma de rayos dispersos (van en diferentes direcciones) y no están en fase. En el caso de una fuente de luz láser todos los rayos son del mismo color (monocromáticos) o lo que es lo mismo, tienen la misma frecuencia y están en fase. Los láseres se pueden dividir en varios grupos, de acuerdo con diferentes criterios. • El estado de la materia del medio activo: sólido, líquido, gas o plasma. • El rango espectral de la longitud de onda del láser: espectro visible, espectro infrarrojo (IR), etc. • El método de excitación (bombeo) del medio activo: bombeo óptico, bombeo eléctrico, etc.
- 4. DIODO LASER DIFERENTES ESTRUCTURASDEL LASER
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- 6. DIODO LASER ¿Qué esun Diodo Láser • El diodo láser es un dispositivo semiconductor que bajo condiciones adecuadas emite luz láser. El diodo láser fue inventado en tres laboratorios de investigación en USA de modo independiente. Los investigadores consiguieron radiación electromagnética coherente de un diodo de unión p-n en base al material semiconductor GaAs - Arsenuro de Galio. El diodo láser se obtuvo como resultado de la continuación del desarrollo del diodo LED. Los diodos LED comunes, irradian una sola luz (son monocromáticos), una sola frecuencia, pero no están en fase y se propagan en forma dispersa. En cambio los diodos LASER, producen una luz coherente. Esta luz no sólo es monocromática (un solo color), sino que es monofásica (están en fase), resultando en un rayo de luz muy preciso. EL diodo láser es un diodo de semiconductor que emite luz láser coherente. Esencialmente, no es más que un bloque de material semiconductor que contiene una unión p-n, con las regiones p y n muy densamente dopadas y con una estructura interna más o menos compleja que se hace funcionar a modo de diodo para producir un efecto láser.
- 7. DIODO LASER Los diodosLASER tienen una gran cantidad de aplicaciones, lectura y escritura de discos ópticos, donde sólo un rayo de luz muy angosto puede ver un área microscópica en la superficie de un disco. Para mediciones precisas en donde es indispensable un rayo de luz que no se disperse. Diferencias entre Led y el Diodo Láser Láser Led Más rápido Mayor estabilidad térmica Potencia de salida mayor Menor potencia de salida Emisión coherente de luz Mayor tiempo de vida Construcción es más compleja Emisión incoherente Actúan como fuentes adecuadas en sistemas de telecomunicaciones Más económico Modulación a altas velocidades, hasta GHz Se acoplan a fibras ópticas en distancias cortas de transmisión Velocidad de modulación hasta 200MHz
- 8. DIODO LASER Ventajas deldiodo láser con un diodo LED La emisión de luz es dirigida en una sola dirección: Un diodo LED emite fotones en muchas direcciones. Un diodo láser, en cambio, consigue realizar un guiado de la luz preferencial una sola dirección. La emisión de luz láser es monocromática: Los fotones emitidos por un láser poseen longitudes de onda muy cercanas entre sí. En cambio, en la luz emitida por diodos LED, existen fotones con mayores dispersiones en cuanto a las longitudes de onda. Con el láser se pueden conseguir rayos de luz monocromática dirigidos en una dirección determinada. Como además también puede controlarse la potencia emitida, el láser resulta un dispositivo ideal para aquellas operaciones en las que sea necesario entregar energía con precisión. Los diodos láser de un solo modo, capaces de emitir de 20 a 50 mW, tienen demanda para grabación óptica, impresión a alta velocidad, sistemas de distribución de datos, transmisión de datos y comunicaciones espaciales entre satélites en órbita.
- 9. DIODO LASER Desventajas • Unabaja potencia a consecuencia de las bandas de energía ocupadas por los electrones. • Una alta sensibilidad a los cambios de temperatura. • Alto calentamiento al pasar corriente sobre el material diodo. • Poca colimación en el haz obtenido. A pesar de las desventajas, el láser de semiconductores es el segundo más vendido después del láser He-Ne por sus usos en computadoras, impresoras, medios de comunicación, tratamientos médicos, etc. FISIOLOGIA DEL DIODO LASER
- 10. DIODO LASER APLICACIÒN BÀSICA Laaplicación básica que se le ha dado al diodo LASER es como fuente de alimentación lumínica para sistemas de telecomunicaciones vía fibra óptica. El diodo láser es capaz de proporcionar potencia óptica entre 0.005-25mW, suficiente para transmitir señales a varios kilómetros de distancia y cubren un intervalo de longitud de onda entre 920 y 1650 nm. Sin embargo para utilizar un diodo láser como fuente lumínica, es necesario diseñar un sistema de control que mantenga el punto de operación del sistema fijo, debido a que un corrimiento de este punto puede sacar al diodo fuera de operación o incluso dañarlo.
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