Laserová dioda: Porovnání verzí

Funkce laserové diody je stejně jako funkce ostatních laserů založena na procesu [[stimulovaná emise|stimulované emise]]. Aktivním prostředím je zde okolí PN přechodu, kde dochází k injekci [[elektron]]ů a [[díra|děr]]. Doba života elektronů a děr je pro polovodičové materiály typicky několik nanosekund. Poté dojde k rekombinaci za současného vyzáření [[foton]]u v náhodném směru a o náhodné [[fáze (vlna)|fázi]] a [[polarizace (vlnění)|polarizaci]] (případně k absorpci energie z rekombinace krystalovou mříží ve formě tepla). Ke stimulované emisi dochází v případě, že do prostředí přijde foton s energií rovnou rozdílu příslušných [[energetická hladina|energetických hladin]] ještě předtím, než dojde k rekombinaci (a případné spontánní emisi). V takovém případě tento foton takzvaně stimuluje přechod elektronu do nižší energetické hladiny a tedy i emisi dalšího fotonu, tentokrát stejného směru, fáze i polarizace jako má foton stimulující. Důležitým parametrem laserové diody souvisejícím se stimulovanou emisí je tzv. prahový proud (případně prahové napětí). Pod hodnotou prahového proudu dochází pouze ke spontánní emisi a tedy ke generaci nekoherentního záření, naopak s proudem, který dosáhne kýžené hodnoty, prudce vzrůstá výkon diody a dochází ke stimulované emisi a produkuje se [[koherence (vlnění)|koherentní]] záření. Hodnoty prahového proudu jsou obyčejně v rozmezí 40-250 mA (prahové napětí okolo 1,8 V), nicméně je značně závislé na teplotě; prahový proud roste s teplotou přibližně 15 % na 1 ˚C°C.

Na rozdíl od hranově vyzařujících laserů (vyzařují paprsek rovnoběžný s aktivní vrstvou), vyzařují VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers) kolmo k rovině aktivní vrstvy (Obr. 4). Jelikož vyzařují z horní části čipu, je možné je testovat již na čipové „oplatce“, což snižuje náklady na výrobu. Dalšími výhodami tohoto uspořádání je menší rozbíhavost vycházejícího paprsku (~10 ˚° oproti ~30 ˚° u hranově vyzařujících laserů). Vysoká odrazivost Braggových zrcadel (mřížek) snižuje hodnotu prahového proudu, na druhou stranu klesá i vyzařovaný výkon. Účinnost těchto laserů je okolo 80%.