レーザダイオード(LD:Laser Diode)

レーザー(LASER:Light Amplification by Stimulated Emisiion of Radiation)

輻射の誘導放出による光増幅

レーザダイオード(LD:Laser Diode)

波長や位相がそろった高エネルギーのレーザを放射し、光通信デバイス。なお、発光する色は材料とする結晶や添加不純物によって異なる。

レーザー光

周波数スペクトルを一定に保つことができ、ビーム(並進する光の流れ)として絞りやすく、単位断面積当たりのエネルギー密度が高い、指向性、直進性に優れており、光ファイバなどに使われる。

自然光とレーザ光の違い

自然光とレーザ光の違い

レーザーダイオードの概要(ダブルヘテロ構造)

半導体のP-N接合を利用したものであり、一般的には発光層(活性層)をクラッド層で両面から挟んだ、ダブルヘテロ構造をしています。また、レーザダイオードの場合、その反射鏡(共振器)には、半導体結晶のへき開面を利用しています。このため個体レーザや気体レーザのように区別の反射鏡を必要としません。なお、ここでへき開面とは、結晶の一部の傷をつけ、結晶面にそって裂き開くことのできる性質のことです。このへき開面は常に結晶面にそって平行にできるため、これを反射鏡(共振器)として使うことができる。

発振状態

活性層とP型、N型領域との屈折率の違いによって閉じ込められ、鏡面状態に加工された活性層両面での反射(輻射)を繰り返すこと

レーザダイオードの概要(ダブルヘテロ構造)

レーザダイオードの概要(ダブルヘテロ構造)

レーザダイオード

レーザダイオードは化合物半導体で、仕様素材はガリウム、ヒ素(GaAs)、ガリウム、アルミニウム、ヒ素(GaAlAs)、インジウム、ガリウム、ヒ素、リン(InGaAsP)などの金属間化合物です。レーザーダイオードのメリットは小型軽量、高効率、低価格にありますが、特に多重量子井戸型の効率は20~40%、またP-N型でも数%~25%と、総じてエネルギー効率が高くなります。また連続出力で赤外から可視光まで、さらに一部の紫外線の範囲まで発振波長をカバーし、個体レーザや気体レーザの励起源としても使われています。

P-N接合部のエネルギーバンド

P-N接合部のエネルギーバンド

レーザーダイオードのメリットは小型、軽量、高効率、低価格にある。多重量子井戸型の効率は20%~40%、P-N型でも数%~25%とエネルギー効率が良い。また連続出力で赤外から可視光までさらに一部の紫外線の範囲まで発振波長をカバーし、個体レーザや気体レーザの励起源としても使われています。