Τι είναι μια παλμική δίοδος λέιζερ;

Η παλμική δίοδος λέιζερ είναι ένας τύπος λέιζερ που εκπέμπει φως μέσω της χρήσης ηλεκτρικού ρεύματος και υλικών ημιαγωγών. Οι δίοδοι λέιζερ είναι παρόμοιες με τις δίοδοι εκπομπής φωτός (LED), αλλά περιλαμβάνουν πρόσθετα στοιχεία για να προσδώσουν συνοχή στη δέσμη λέιζερ. Οι εξαιρετικά γρήγοροι παλμοί σε αυτούς τους τύπους λέιζερ μπορούν να μεταδώσουν γρήγορα μεγάλες ποσότητες δεδομένων και μπορούν επίσης να είναι ευεργετικοί σε χειρουργικά πεδία καθώς και στην έρευνα της φυσικής. Άλλοι τομείς που χρησιμοποιούν την τεχνολογία περιλαμβάνουν ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και την αμυντική βιομηχανία,

Η τεχνολογία ενίσχυσης φωτός με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας (LASER) διαφέρει από άλλες μεθόδους παραγωγής φωτός με πολλούς τρόπους. Τα λέιζερ χειραγωγούν τα ηλεκτρόνια μέσα στα άτομα για να ρυθμίσουν με ακρίβεια την απελευθέρωση φωτονίων, παράγοντας τελικά μια εξαιρετικά εστιασμένη δέσμη φωτεινής ενέργειας σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή χρώμα. Τα λέιζερ διατίθενται σε μεγάλη ποικιλία τύπων, μεγεθών, χρωμάτων, εντάσεων και επιπέδων ισχύος. Οι δίοδοι λέιζερ, που ονομάζονται επίσης λέιζερ ημιαγωγών, είναι από τους μικρότερους και λιγότερο ισχυρούς τύπους και λειτουργούν μέσω ηλεκτρικού ρεύματος αντί της χημικής αντίδρασης που υπάρχει σε πολύ μεγαλύτερες παραλλαγές. Μια παλμική δίοδος λέιζερ, όπως μπορεί να υποδηλώνει το όνομά της, είναι μια δίοδος λέιζερ που προορίζεται να εκπέμπει φως σε γρήγορες εκρήξεις ή παλμούς αντί για συνεχή δέσμη.

Σύμφωνα με σχεδόν όλους τους σύγχρονους τύπους διόδων, οι δίοδοι λέιζερ κατασκευάζονται από υλικά ημιαγωγών με ειδικές ηλεκτρικές ιδιότητες. Ο σχεδιασμός και η λειτουργία τους είναι πολύ παρόμοια με αυτή ενός LED. Στους πιο βασικούς τύπους και των δύο συσκευών, τα ηλεκτρόνια απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή ορατών φωτονίων καθώς διασχίζουν μια διασταύρωση όπου συναντώνται δύο διαφορετικοί τύποι υλικών ημιαγωγών. Στην πράξη, οι δίοδοι λέιζερ είναι συχνά πιο περίπλοκες, μερικές φορές αποτελούμενες από πολλαπλά στρώματα διαφορετικού υλικού ημιαγωγών ενωμένα μεταξύ τους. Οι δίοδοι λέιζερ περιλαμβάνουν επίσης οπτικά εξαρτήματα για την παραγωγή δέσμης λέιζερ κατάλληλη για την προβλεπόμενη χρήση της διόδου και μπορούν να ομαδοποιηθούν σε μια συστοιχία.

Ενώ η συνεχής λειτουργία είναι επιθυμητή σε πολλές χρήσεις της τεχνολογίας λέιζερ, τα παλμικά λέιζερ μπορούν να προσφέρουν μια σειρά από μοναδικά οφέλη. Η βιομηχανία των τηλεπικοινωνιών, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί τεχνολογία λέιζερ για τη μετάδοση μεγάλων ποσοτήτων ψηφιακών πληροφοριών ελέγχοντας τον ρυθμό, το χρονισμό και τη διάρκεια των παλμών. Ανάλογα με τον τρόπο εφαρμογής της τεχνολογίας, μια παλμική δίοδος λέιζερ μπορεί να εκπέμπει εκρήξεις φωτός που διαρκούν μόλις μερικά τρισεκατομμύρια του δευτερολέπτου. Αυτοί οι εξαιρετικά γρήγοροι παλμοί μπορούν επίσης να κάνουν πιο αποτελεσματικές τις αισθητικές και χειρουργικές επεμβάσεις, επειδή ο παλμός είναι πολύ σύντομος για να βλάψει τους περιβάλλοντες ιστούς. Οι παλμικές δίοδοι λέιζερ διερευνώνται επίσης ως θεραπεία για την τριχόπτωση.

Υπάρχει μια ποικιλία άλλων πιθανών χρήσεων για την τεχνολογία παλμικών διόδων λέιζερ. Πολλές ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης το έχουν χρησιμοποιήσει όλα αυτά τα χρόνια, όπως και ο αποστασιόμετρο λέιζερ μέσα στη δεξαμενή Chieftain του Ηνωμένου Βασιλείου. Η έρευνα στη φυσική μπορεί να χρησιμοποιήσει απευθείας μια παλμική δίοδο λέιζερ ή ακόμη και να χρησιμοποιήσει μία ή περισσότερες από αυτές για να βοηθήσει στην οδήγηση μεγαλύτερων και ισχυρότερων λέιζερ.