Puolijohdelaserlähteitä

Puolijohdelaserlähteitä (engl. *semiconductor laser sources*) ovat kompakteja ja tehokkaita laserlähteitä, jotka perustuvat puolijohteiden valoemissioon. Nämä laitteet ovat yleistyneet monilla aloilla, kuten viestinnässä, optisessa mittauksessa, lääketieteessä ja teollisuudessa, johtuen niiden pienestä koosta, energiatehokkuudesta ja pitkästä käyttöikästä.

Puolijohdelaserit toimivat puolijohteessa tapahtuvan valoemission periaatteella. Kun puolijohteessa oleva elektronin ja aukko yhdistyvät, vapautuu fotoni eli valon hiukkanen. Tämän prosessin tehostamiseksi puolijohteessa käytetään pito- tai heijastusresonaattoria, joka varmistaa valon vahvistumisen ja lasermodulaation. Yleisimmin käytetyt puolijohdemateriaalit ovat galliumarsidiidi (GaAs), galliumnitridi (GaN) ja indiumfosfidi (InP) sekä niiden seoksia.

Puolijohdelaserit jaetaan pääasiassa kahteen päätyyppiin: infrapunasäteilyyn (esimerkiksi 800–1600 nm) ja näkyvään valon alueelle (esimerkiksi 630–680 nm) säteileviin laitteisiin. Infrapunalaserit ovat yleisiä optisissa kuituyhteyksissä ja mittauksissa, kun taas näkyvän valon laserit soveltuvat esimerkiksi optisissa tallennuslaitteissa ja esityslaitteissa.

Puolijohdelaserien etuja ovat niiden pieni koko, suuri tehokkuus ja kyky tuottaa monenlaisia aallonpituuksia. Niillä on kuitenkin myös rajoituksia, kuten rajoitettu maksimiteho ja herkkyys lämpötilan muutoksille. Uusimpia kehityssuuntia ovat esimerkiksi kvanttipiste- ja kvanttiheliksen perustuvat laserit, jotka tarjoavat lisää mahdollisuuksia aallonpituuksien ja tehon säätämiseen.

Puolijohdelaserit ovat olleet keskeisiä optisen viestinnän kehityksessä, ja niitä käytetään nykyään myös laserepilaattoreissa, barkoodeja lukemassa ja optisissa sensoreissa. Niiden jatkuva kehitys mahdollistaa uusia sovelluksia, kuten teräväpiirtotekniikoissa ja lääketieteellisissä sovelluksissa.