Hvordan er laserdioder konstrueret?

Enhver, der køber en laserdiode, køber ikke kun selve laserkilden. Som regel er de tilbudte dioder kapsler, hvor der udover selve lasermediet også er installeret en fotodiode. Dette fungerer som en monitordiode og registrerer lasereffekten ved at bestemme mængden af udsendt lys og kan følgelig regulere strømforsyningen gennem det eksterne elektroniske kredsløb.

På grund af den ekstra fotodiode har husene i laserdioderne normalt tre forbindelser til installation af dem i et lasermodul: katoden og anoden for selve laserkilden og en anden til fotodioden. Et eksempel på denne form er TO-18-dioder.

En anden vigtig komponent er køling. Da ikke al elektricitet konverteres til laserkraft, opvarmes lasermediet markant. For at forhindre, at halvledermaterialet ødelægges ved overophedning, især ved højere kræfter, loddes dioderne til en metaloverflade, der spreder overskydende varme. Undersøgelser har vist, at reduktion af driftstemperaturen med ca. 10 grader kan fordoble lasermediets levetid.

Under alle omstændigheder skal du ved køb sikre dig, at den valgte diode er i overensstemmelse med RoHS-direktivet fra EU. Det forbyder anvendelse af stoffer, der er skadelige for miljøet eller menneskers sundhed i elektriske apparater, såsom blylodning.

Vigtige købskriterier for laserdioder

Aksellængde

Laserkildens bølgelængde er afgørende for det udskilles laserlys. Blå laserdioder har en bølgelængde på omkring 450 nanometer (nm), mens grønne lasere er på 530 nm. Imidlertid anvendes røde lasere med en bølgelængde på omkring 650 nm eller infrarøde laserdioder med ca. 800 nm.

Inden du beslutter dig for en bestemt laserkilde, skal du overveje, hvilken bølgelængde der bedst passer til applikationen. En rød laserdiode med en bølgelængde på 635 nm er for eksempel meget velegnet til stregkodescannere eller laserspidser, da den også er synlig i dagslys. Laserdioder med en bølgelængde på 780 nm er imidlertid især velegnede til brug i laserprintere eller usynlige lysbarrierer inden for alarmteknologi.

Effekt

Laserkraften gives normalt i milliwatt eller mW for kort. Også her opstår spørgsmålet til hvilket formål laseren skal bruges, fordi laserkildens magt kan variere meget, og den mest kraftfulde laserstråle er ikke altid den bedst egnede. Et par milliwatt er tilstrækkelige til applikationer såsom justering og positionering, og laserkraft i området op til 10 mW er også tilstrækkelig til sikkerhedsbarrierer eller scanning af stregkoder. Højere wattstyrker er nødvendige, for eksempel hvis laseren skal bruges som svejse- eller skæreværktøj i industrien. 

Hvordan optimerer jeg min laserdiode?

Laserdioden er kun en byggesten fra det brede felt inden for laserteknologi. Det kan kun udvikle sin virkning i kombination med andre produkter. For eksempel for at kontrollere diodenes ydeevne perfekt kan kontrolelektronik tilsluttes. Disse moduler, der måler et par millimeter, kan regulere laserkraften via en kontrolindgang og for eksempel sikre sikkerhed ved automatisk at slukke i tilfælde af overophedning.

En såkaldt kollimatorlinse, der bundter den genererede stråling er også særlig vigtig til brugen af dioden. Dette er den eneste måde at skabe den mest punktuelle laserstråle som muligt. Naturligvis bliver en laser bredere og længere. Derfor skal man altid være opmærksom på afvigelsesværdien for at bestemme kvaliteten af bundlingen. Dette måles i mrad (milliradianer) og angiver, hvor mange millimeter laseren vokser i diameter for hver rejste meter. En anden mulighed er at købe et komplet collimatorobjektiv med en integreret laserdiode.