Технология лазерных диодов и рекомендации по продукции лазерных диодов

Лазерные диоды — это полупроводниковые приборы, излучающие сконцентрированную световую мощность. Это становится возможным при приложении электрического потенциала к их P- и N-слоям. К задней грани лазерного чипа наносится диэлектрическое покрытие с высокой отражательной способностью, что обеспечивает выход большей части света через переднюю грань. Передняя грань также обрабатывается низкоотражающим покрытием (часто с отражательностью 2 или 3 % в зависимости от мощности) для дополнительного повышения эффективности и отражения минимального количества света, необходимого для генерации лазерного излучения. Кроме того, на активном слое протравливается область, которая становится оптическим волноводом и ограничивает свет в латеральном направлении. В вертикальном направлении свет ограничивается верхним и нижним оболочечными слоями волновода.

В зависимости от размеров волновода, его числовой апертуры, длины волны и других факторов, лазер может быть одномодовым или многомодовым. Одномодовый лазерный диод формирует гауссов пучок. Такой одномодовый пучок обладает минимальным расхождением среди всех типов лазерных пучков при распространении в пространстве, а также минимальной энтанцией (показатель рассеяния, характеризующий минимальное возможное расхождение для данного диаметра коллимированного пучка). Многомодовый лазерный диод, иногда называемый широкополосным волноводом (BAL), имеет более широкий волновод. При коллимации широкополосного лазера его световое излучение имеет намного большее расхождение; BAL в некоторых отношениях ведет себя подобно светодиоду из-за большего испускателя.

Однако расходимость любого лазера может быть уменьшена путем коллимации линзой с большим фокусным расстоянием. В действительности для заданного коллимированного пучка любого лазерного диода его расхождение находится в прямой обратной зависимости от фокусного расстояния используемой линзы. Обычно для коллимирования выбирается высококачественная асферическая линза, так как она позволяет сохранить низкую энтанцию и малое расхождение свойственные лазеру. При серийном производстве асферические линзы также могут быть весьма экономичными за счёт технологии пресс-формования. Такое сочетание позволяет создавать экономически эффективные лазерные модули.

Лазерные диоды интегрируются в изделия для самых разных применений. Их спектр чрезвычайно широк: гравировка, резка и маркировка различных материалов, таких как металл, древесина и пластик. Диодные лазеры могут применяться и как источник света для освещения образцов в науках о жизни. Например, лазерные диоды часто используются в составе источников света для флуоресцентных микроскопов. Одним из главных преимуществ применения лазерных диодов как источника света в медицинских и научных задачах, в том числе в микроскопии, является высокая спектральная плотность излучения. Обычно спектр излучения полупроводникового лазера сконцентрирован в пределах узкой области длины волны — менее 2 нм. Можно дополнительно сузить спектр с помощью элемента выбора длины волны, который может быть интегрирован либо вдоль волноводной структуры, либо размещен вне её. Однако для гравировальных лазеров ширина спектра не так критична, как длина центральной волны.

Фиолетовые и синие лазерные диоды с длиной волны 405 нм, 445 нм или 450 нм оптимально подходят для лазерных головок, используемых для гравировки, маркировки и резки по целому ряду причин. Излучение с короткой длиной волны сильно поглощается многими материалами, обладает малыми значениями энтанции благодаря узкой структуре волновода, обеспечивает высокую концентрацию мощности, отличается высокой мощностью, устойчивостью к перепадам температур и имеет большой срок службы.

Помимо интеграции лазерных диодов в гравировальные и научные лазеры, Opt Lasers также реализует отдельные лазерные диоды, зачастую в корпусах типа TO-can. Стандартные типоразмеры, которые мы предлагаем: 3,8 мм (TO-38), 5,6 мм (TO-56) и 9 мм (TO-18). Opt Lasers поставляет лазерные диоды на различные длины волн, включая 405 нм, 445 нм, 465 нм, 473 нм, 488 нм, 505 нм, 520 нм, 638 нм, 808 нм, 830 нм, 850 нм, 980 нм и 1060 нм, как для свободного пространства, так и с оптоволоконным выходом. Свяжитесь с нами, если вам требуется другая длина волны для вашего применения.