LASER SEMICONDUCTOR DE INYECCIÖN

LASER SEMICONDUCTOR DE INYECCIÓN
La acción del láser es también posible en una unión de semiconductor, como se muestra en la
Figura 84(a). La diferencia principal entre esta estructura y la de un LED convencional es la
precisión en el corte del plano inicial y el pulido, el funcionamiento a tensiones y corrientes
directas más altas y el hecho de que se produce luz coherente. Las aplicaciones más importantes
del láser de inyección de semiconductor son las comunicaciones, la dirección y medida de
distancias ópticas, la instrumentación y control y la visión nocturna.
Figura 84. (a) Láser típico con diodo de unión GaAs; (b) intensidad de emisión en función
de la corriente en un láser GaAs; (e) estrechamiento típico del espectro observado por
encima del umbral laser.
La cavidad óptica en el láser de inyección consiste en un paralelepípedo, definido por las caras
del cristal y la región desierta, como muestra la Fig. 84(a). Por lo tanto, las caras cumplen la
misma misión que los espejos reflectores en un láser de gas. Los límites de la región desierta,
aunque no muy nítidos y con muy diferente índice de refracción, cumplen el mismo objeto que la
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varilla de rubí en le láser de rubí. En este tipo de láser de inyección, la salida aumenta bastante
linealmente con la densidad de corriente, en forma similar a la emisión espontánea de un LED
normal, hasta alcanzar un determinado umbral. Entonces el brillo aumenta en dos o tres órdenes
de magnitud, como muestra la figura 84(b). El aumento del brillo va acompañado de un notable
estrechamiento del a ancho espectral, como se ve en la Figura 84(c). En el láser de inyección la
corriente directa produce la inversión de población o bombeo; la misma corriente proporciona los
electrones y huecos que sé recombinan y producen la adecuada densidad de fotones para sostener
la emisión estimulada; la directividad la proporciona la cavidad óptica anteriormente citada.
La Figura 85 muestra los datos de un láser de inyección de GaAs típico, capaz de trabajar a
impulsos, a temperatura ambiente. Muchas de las características del láser de inyección de
semiconductor dependen de la temperatura, como ponen en evidencia las Figuras 85(b) y (c).
Como en el LED convencional, cuando aumenta la temperatura el intervalo de energía
disminuye, los lugares de intercepción aumentan, y más transiciones se hacen no radiativas, es
decir, disminuye la potencia de salida (Fig. 85(b)).
Figura 85. Datos del láser de diodo de GaAs (no son todos para el mismo diodo).
(a) Especificaciones; (b) corriente de pico directa en función de la potencia de salida a
distintas temperaturas; (c) dependencia con la temperatura de la corriente de umbral.
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El umbral de corriente del láser depende enormemente de la temperatura de las uniones, como
se observa en la Fig. 85(c). (La longitud de onda de emisión varía también con la temperatura, en
forma similar a la de la figura 79(f)). Por estas razones, el láser de inyección de estado sólido
trabaja a menudo a temperaturas próximas al cero absoluto. Los circuitos de la figura 83 son
validos para el diodo láser semiconductor.
SISTEMAS ÓPTICOS
Cada sistema óptico incluye una fuente de flujo óptico, un medio de transmisión y un
detector, en el análisis de los sistemas, el flujo luminoso y la responsividad del sensor son
considerado constantes y consecuentemente los cambios de incidencia en el sensor son
resultantes de la modificación de la transmisión. La figura 86 muestra las diferentes de
modulación del patrón de flujo.
Figura 86. Diferentes técnicas de modulación del patrón de flujo.
En circuitos optoelectronicos donde tenemos un transmisor y un receptor óptico es común que
estén acoplados como se muestra en la figura 87 para acoplamiento reflectivo y en la figura 88
para acoplamiento transmitivo.
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Figura 87. Acoplamiento reflectivo.
.
Figura 88. Acoplamiento
transmitivo por lentes
delgadas
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