Tecnologia delle Diodi Laser e Raccomandazioni sui Prodotti a Diodo Laser

I diodi laser sono dispositivi a semiconduttore che emettono una concentrazione elevata di densità di potenza luminosa. Questo è possibile quando viene applicato un potenziale elettrico tra gli strati P e N. Un rivestimento dielettrico ad alta riflettività viene applicato sulla faccetta posteriore del chip laser, assicurando che una maggiore quantità di luce venga emessa dalla faccetta frontale. Quest'ultima è inoltre dotata di un rivestimento a bassa riflessione (tipicamente 2 o 3% di riflettività, a seconda della potenza), per aumentare ulteriormente l'efficienza e riflettere solo la quantità minima di luce necessaria per l'effetto laser. Inoltre, viene incisa una regione nello strato attivo che funge da guida d'onda e confina la luce nella dimensione laterale. La luce è confinata nella dimensione verticale della guida d'onda dagli strati di cladding superiore e inferiore.

A seconda delle dimensioni della guida d'onda, della sua apertura numerica, della lunghezza d'onda e di altri fattori, il laser può operare in modalità singola o multimodale. Un diodo laser a modalità singola emette un fascio con profilo Gaussiano. Questo fascio a modalità singola presenta la minore divergenza rispetto a qualsiasi altro tipo di fascio laser nella propagazione spaziale, nonché la minore etendue (dal francese “espansione”, che descrive la divergenza minima ottenibile per un dato diametro del fascio collimato). Un diodo laser multimodale, noto anche come guida d'onda ad area larga (BAL), ha una guida d'onda più ampia. Quando un laser ad area larga viene collimato, la luce mostra una divergenza molto maggiore; il BAL si comporta in parte come un LED, a causa dell'emettitore di dimensioni maggiori.

Tuttavia, la divergenza può essere ridotta per qualsiasi laser utilizzando una lente di collimazione con una lunghezza focale maggiore. In effetti, per un dato fascio collimato emesso da un diodo laser, la sua divergenza è inversamente proporzionale alla lunghezza focale della lente utilizzata. Generalmente, viene scelta una lente asferica di alta qualità come lente di collimazione, perché permette di preservare le caratteristiche di bassa etendue del laser, ovvero la sua bassa divergenza. Le lenti asferiche risultano anche particolarmente economiche quando realizzate tramite stampaggio su grandi volumi. Questa combinazione consente la realizzazione di moduli laser ad alto rapporto qualità/prezzo.

I diodi laser sono integrati in prodotti per molteplici applicazioni. Troppo numerose per essere elencate in modo esaustivo, includono l’incisione, il taglio e la marcatura di numerosi materiali come metalli, legno e plastiche. I laser a diodo sono inoltre utilizzati come sorgenti luminose per l’illuminazione campione nelle scienze della vita. Ad esempio, i diodi laser sono normalmente integrati nella sorgente luminosa di un microscopio a fluorescenza. Uno dei principali vantaggi nell’usare diodi laser come sorgente luminosa per applicazioni mediche e scientifiche, inclusa la microscopia, risiede nell’elevata densità spettrale della luce laser. Di norma, lo spettro emesso dal laser a semiconduttore è concentrato in una piccola regione di spazio delle lunghezze d’onda, tipicamente inferiore a 2 nm. Questo può essere ulteriormente ristretto inserendo un elemento di selezione della lunghezza d’onda, che può essere integrato nella struttura della guida d'onda o posizionato in modo esterno. Tuttavia, per i laser da incisione, la larghezza spettrale non è critica quanto la lunghezza d’onda centrale.

I diodi laser violetto e blu alle lunghezze d’onda di 405 nm, 445 nm o 450 nm sono ideali per le teste laser destinate a incisione, marcatura e taglio per numerose ragioni. La luce a corta lunghezza d’onda è fortemente assorbita da molti materiali, è caratterizzata da una bassa etendue ottenuta grazie a strutture di guida d’onda generalmente strette che generano elevate densità di potenza, è potente, relativamente poco sensibile alla temperatura e possiede una lunga durata operativa.

Oltre all’integrazione dei diodi laser nei moduli per incisione e nelle sorgenti scientifiche, Opt Lasers distribuisce anche diodi laser singoli, spesso incapsulati in package TO-can. Gli standard tipici forniti comprendono 3,8 mm (TO-38), 5,6 mm (TO-56) e 9 mm (TO-18). Opt Lasers mette a disposizione diodi laser a diverse lunghezze d’onda, inclusi 405 nm, 445 nm, 465 nm, 473 nm, 488 nm, 505 nm, 520 nm, 638 nm, 808 nm, 830 nm, 850 nm, 980 nm e 1060 nm, sia in configurazione a spazio libero che accoppiata in fibra ottica. Contattaci senza esitazioni qualora avessi bisogno di una lunghezza d’onda differente per la tua applicazione.