Diodenlaser

Diodenlaser, auch Laserdiode genannt, ist ein Halbleiterlaser, der Licht durch stimulierte Emission an einer p-n-Übergangsstruktur erzeugt. Die aktive Region besteht aus einer mehrschichtigen Halbleiterstruktur, üblicherweise auf GaAs- oder GaN-Basis, die je nach Wellenlänge InGaAs- oder GaAs-Schichten umfasst. Die Lichtquelle wird elektrisch betrieben, wobei Elektronen und Löcher rekombinieren und Photonen erzeugen. Das Licht wird durch eine optische Struktur verstärkt und tritt durch die Laserdiode oder eine Außenoptik aus. Typische Bauformen sind Edge-Emitter-Dioden und Vertical-Cavity-Surface-Emitting-Lasers (VCSEL).

Diodenlaser decken ein breites Wellenlängen spektrum ab, von sichtbarem Licht (z. B. blau und grün bei GaN-basierten Dioden) bis zu nah- und mittleren Infrarotbereichen (ca. 600 bis über 1500 nm) mit NV-Verfahren in der Praxis. VCSELs bieten oft gute Strahlqualität und einfache Kopplung, während Edge-Emitter-Dioden höhere Leistungen ermöglichen. In der Telekommunikation spielen Diodenlaser eine zentrale Rolle als Trägerquellen in Glasfasernetzen (typische Wellenlängen 1310 nm und 1550 nm).

Vorteile von Diodenlasern sind hoher elektrischer Wirkungsgrad, geringe Baugröße, geringe Kosten pro Watt und lange Lebensdauer. Nachteile umfassen begrenzte maxima der Ausgangsleistung pro Strahleinheit, Wärmeentwicklung und Abhängigkeit von guter Wärmeableitung. Anwendungen reichen von Laserpointer und Barcode-Scannern über Pumpquellen für Faser- und Festkörperlaser bis zu Materialbearbeitung, Messtechnik, Spektroskopie sowie medizinischen Verfahren.