¿Qué es un láser semiconductor?
En los materiales sólidos, aquellos que dejan fluir libremente una gran cantidad de electrones se denominan conductores; los que sólo dejan pasar un número muy reducido de electrones se denominan aislantes, aquellos que tienen menor conductividad que los conductores; más altos que los aislantes se llaman semiconductores. Los láseres que utilizan semiconductores como materiales de trabajo láser se denominan láseres semiconductores. Aunque el semiconductor en sí también es sólido, el mecanismo de emisión de luz no es esencialmente diferente del de un láser de estado sólido. Sin embargo, debido a las diferentes estructuras materiales de los semiconductores, el alto nivel de energía y el bajo nivel de energía de la transición de radiación estimulada que genera el láser son la "banda de conducción" y la "banda de valencia", respectivamente. La radiación es el resultado de la recombinación de. electrones y "huecos" y tiene su propia particularidad, por lo que no está incluido en la lista de láseres de estado sólido.
Existen docenas de materiales de trabajo para láseres semiconductores, los más maduros son el arseniuro de galio (GaAs), el arseniuro de galio dopado con aluminio, etc. Los métodos de excitación incluyen bombeo óptico, bombardeo de electrones, inyección eléctrica, etc.
Los láseres semiconductores son de tamaño pequeño, livianos, de larga duración y de estructura simple, por lo que son particularmente adecuados para su uso en aviones, buques de guerra, vehículos y naves espaciales. Algunos láseres semiconductores pueden cambiar la longitud de onda del láser a través de campos eléctricos externos, campos magnéticos, temperatura, presión, etc., lo que se denomina sintonización, y pueden modular fácilmente el haz de salida. El rango de longitud de onda de los láseres semiconductores es de 0,32 a 34 micrones. que es relativamente amplia. Puede convertir directamente energía eléctrica en energía láser con una eficiencia superior al 10%. Todo esto ha llamado la atención, por lo que se ha desarrollado rápidamente y se ha utilizado ampliamente en comunicaciones láser, alcance, radar, simulación, advertencia, ignición y detonación y control automático.
La mayor desventaja de los láseres semiconductores es que el rendimiento del láser se ve muy afectado por la temperatura. Por ejemplo, el láser de arseniuro de galio, cuando la temperatura cambia de la temperatura absoluta de 77°K a la temperatura ambiente, la longitud de onda del láser cambia. de 0,84 a 0,91 micras. Además, aunque la eficiencia es alta, la potencia total no es alta debido a su pequeño tamaño. La salida continua a temperatura ambiente es de sólo unas pocas decenas de milivatios y la salida de impulsos es de sólo unas pocas decenas de vatios. El ángulo de divergencia del haz de luz está generalmente entre unos pocos grados y 20 grados, por lo que tiene poca direccionalidad, monocromaticidad y coherencia.