Ứng dụng
Tính chất
Tính chất
Nguyên lý hoạt động
Cấu tạo
Giới thiệu chung
LASER BÁN DẪN
LASER BÁN DẪN
I.GIỚI THIỆU CHUNG

Laser rắn thường hoạt động với một tần số hay một vài tần số.

Môi trường hoạt tính là chất rắn.

Ví dụ: Laser Ruby

Laser lỏng hoạt động với một tần số hay nhiều tần số phụ thuộc vào
dung môi và nguồn bơm.

Môi trường hoạt tính là chất lỏng, các dung dịch thuốc nhuộm màu.

Laser khí có vùng bước sóng phát từ vùng tử ngoại đến hồng ngoại.

Môi trường hoạt tính là chất khí.

Ví dụ: Laser He-Ne

Laser bán dẫn được cấu trúc từ các lớp tiếp xúc p-n.

Bức xạ của nó có thể biến thiên và điều khiển một cách liên tục được.

Bề mặt nhám
Ánh sáng
phát ra
Các mặt song song và
bóng nhẵn
Dòng phân cực thuận
II.CẤU TẠO

Một LASER bán dẫn có cấu tạo là một tiếp xúc p-n có dạng hình
hộp chữ nhật.

Chiều dài BCH cỡ 0,5-1mm, chiều cao cỡ 0,05-0,1mm, bề dày lớp
tích cực cỡ 1-2 , có chiết suất lớn đóng vai trò như một ống dẫn
sóng.

Hai mặt phẳng giới hạn đối diện được đánh bóng và song song với
nhau có vai trò là hai gương phản xạ.

Các bề mặt còn lại được làm
nhám để ngăn ngừa việc phát xạ
ở những hướng không mong
muốn.

Đế tản nhiệt đặt dưới các
lớp bán dẫn làm bằng kim
loại.
m
µ
III.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG


- Nguyên lý hoạt động của laser dựa trên hiện tượng phát xạ kích thích và hiện
tượng cộng hưởng của sóng ánh sáng khi lan truyền trong hốc cộng hưởng.
Sự phản xạ nhiều lần của
photon trong BCH Fabry-Perot
IV.ỨNG DỤNG
Q
U
Â
N

S
Ự
ĐỜI
SỐNG
1. Trong thông tin quang:

Tín hiệu quang được dùng trong quang sợi là các LASER bán dẫn.
Sở dĩ LASER bán dẫn được lựa chọn bởi ưu điểm như gọn nhẹ, nguồn nuôi có
điện thế thấp và có thể trực tiếp điều khiển dòng điện với tần số cao.
Sử dụng laser với cáp quang có thể cho đường truyền tới 100 terabit/s
2. Trong công nghiệp:

LASER bán dẫn được sử dụng trong việc đọc đĩa Compact.
-
Trong đĩa Compact thông tin được mã hóa dưới dạng mã nhị phân, ghi lên một
đĩa với các tín hiệu là các hốc và rãnh.
-
Người ta dùng một LASER bán dẫn loại (AlGa)As có bước sóng 0.83 µm
chiếu lên các hốc và rãnh này, khi đĩa quay tia phản xạ trên mặt các hốc của
đĩa này được truyền qua một hệ quang học và thu qua một photodiode.

phụ thuộc vào điện áp từng điểm ảnh.

Trong y học LASER được ứng dụng theo phương thức sau.
2. Trong y học:

Phản ứng quang hóa được hiểu như sau: phân tử ở trạng thái trung hòa (ở
mức năng lượng cơ bản) thì hoạt tính sinh học của nó yếu (thí dụ như oxy phân
tử trong tổ chức sinh học). Dưới tác động của photon trong chùm tia Laser phân
tử ấy được chuyển lên trạng thái kích thích ở đấy hoạt tính sinh học của nó
mạnh mẽ hơn.
hv + O
2
O⇒
2

*
a. Dùng làm quang châm

Cấu tạo của bộ phận điều trị.
-Bộ phận điều trị gồm 10 kênh, 10 kênh hoàn toàn giống nhau, nhưng độc lập
với nhau.
- Mỗi kênh có một đầu châm. Đầu châm bằng lase bán dẫn có bước sóng 940
nm.
+ Tần số điều biến của mỗi đầu châm thay đổi từ 5 -
100HZ.
+ Đầu châm bằng laser có bước sóng 940nm có 3 điểm
quý giá, khi sử dụng chúng làm kim quang học thay
thế kim bằng kim loại trong châm cứu cổ truyền.
+ Có khả năng xuyên sâu vào mô 4 – 6cm


loại khác nhau: máy đo cự ly hàng không, máy đo cự ly xe tăng, máy đo cự ly xách tay
v.v Máy đo cự ly hàng không đo chính xác cự ly từ máy bay đến mục tiêu trên mặt
đất, nâng cao độ trúng đích khi ném bom. Nguyên lý hoạt động: đo khoảng thời gian
chênh lệch giữa xung laser phát ra và xung phản hồi về rồi nhân với tốc độ ánh
sáng(300.000km/s), lấy kết quả chia 2, được cự ly cần đo.
* Ứng dụng làm động cơ tên lửa Laser bán dẫn có độ định hướng cao cho sự tập
trung năng lượng trong một góc khối nhỏ và tạo nên cường độ lớn. Vì thế laser
bán dẫn được ứng dụng trong chế tạo động cơ tên lửa….
-Laser ngay từ thời điểm được phát minh ra (1960) đã trở thành đối tượng chú ý
sát sao của giới quân sự. Nó đã mang lại nhiều ích lợi - các laser bán dẫn đã khá
nhanh chóng được ứng dụng trong quân đội với tư cách máy đo xa-chỉ thị laser
hay radar laser.
* Tia laser còn được dùng làm vũ khí, tuy chưa được phổ biến. Vũ khí laser công suất
thấp làm loá mắt đối phương, dùng trong tác chiến gần, khoảng cách chỉ vài km, trời
mưa mù khoảng cách còn ngắn hơn, có thể xách tay, lắp trên xe tăng, máy bay trực
thăng.
* Rada laser có độ chính xác cao hơn rada thông thường, có thể hướng dẫn hai tàu vũ
trụ ghép nối chính xác trên không gian. Máy bay chiến đấu bay ở tầm siêu thấp, nếu
trang bị rada laser có thể né chính xác tất cả chướng ngại vật, kể cả đường dây điện.
Tuy nhiên, những thiết bị laser đều chịu ảnh hưởng của thời tiết, trời mù hoặc mưa thì
khoảng cách đo bị giảm đi nhiều.
* Vũ khí laser năng lượng cao dùng chùm tia laser cực mạnh chiếu đến một điểm trên
mục tiêu, dừng lại một thời gian ngắn để vật liệu chảy ra hoặc khí hoá. Chùm tia laser
mạnh có thể phá huỷ đường điện, gây cháy thùng nguyên liệu trong máy bay, gây nổ
đạn đạo. Lắp đặt trên mặt đất, trên tàu, máy bay, vệ tinh, có tốc độ nhanh, chính xác
cao, không cần thuốc mồi, không sinh lực đẩy phía sau, không tạo ô nhiễm nên nó là
loại vũ khí "sạch sẽ". Vũ khí laser lắp đặt trên vệ tinh có thể bắn hạ tên lửa đạn đạo và
vệ tinh đối phương.