O princípio de um laser semicondutor é baseado na interação entre luz e elétrons em um material semicondutor. Aqui está um colapso:

1. Material semicondutor:

* O núcleo de um laser semicondutor é um material semicondutor, tipicamente um composto como arseneto de gálio (GAAs) ou fosfeto de índio (INP).
* Esses materiais têm uma estrutura de banda única, onde os elétrons podem existir em dois níveis de energia:a banda de valência (menor energia) e a banda de condução (maior energia).

2. Bombeamento:

* Para criar luz a laser, os elétrons precisam ser excitados com a banda de condução. Isso é conseguido por bombear O material semicondutor com energia.
* O bombeamento pode ser feito por vários métodos:
* bombeamento elétrico: Aplicando uma corrente elétrica ao material semicondutor.
* bombeamento óptico: Iluminando o material com luz de uma energia mais alta.

3. Inversão da população:

* Quando os elétrons estão excitados com a banda de condução, eles podem voltar à faixa de valência, liberando energia na forma de luz.
* No entanto, para alcançar a ação do laser, uma condição chamada inversão da população é crucial. Isso significa ter mais elétrons no estado excitado (banda de condução) do que no estado fundamental (banda de valência).

4. Emissão estimulada:

* Uma vez que a inversão da população é alcançada, um fóton (partícula leve) com a energia certa pode interagir com um elétron excitado, fazendo com que ele recue à banda de valência e emite outro fóton com a mesma energia e fase.
* Isso é chamado de emissão estimulada . Este fóton emitido, por sua vez, pode estimular outros elétrons excitados a emitir fótons, levando a uma cascata de fótons idênticos.

5. Cavidade óptica:

* Para criar um feixe de laser, o material semicondutor é fechado em uma cavidade óptica .
* Essa cavidade consiste em dois espelhos, um altamente reflexivo e um parcialmente reflexivo.
* Os fótons emitidos saltam entre os espelhos, aumentando a intensidade da luz.
* O espelho parcialmente reflexivo permite que parte da luz escape, formando o feixe a laser.

6. Luz a laser:

* A luz emitida de um laser semicondutor é altamente coerente (todos os fótons têm a mesma frequência e fase) e monocromáticos (todos os fótons têm o mesmo comprimento de onda).
* Isso o torna útil em uma ampla gama de aplicações, como comunicações ópticas, ponteiros a laser, scanners de código de barras e cirurgia a laser.

em resumo:

O princípio de um laser semicondutor envolve a criação de uma inversão populacional em um material semicondutor, usando emissão estimulada para amplificar a luz e depois confiná -la dentro de uma cavidade óptica para produzir um feixe de laser coerente e monocromático.