1. Material semiconductor:
* El núcleo de un láser semiconductor es un material semiconductor, típicamente un compuesto como el arsenuro de galio (GAA) o el fosfuro de indio (INP).
* Estos materiales tienen una estructura de banda única donde los electrones pueden existir en dos niveles de energía:la banda de valencia (energía más baja) y la banda de conducción (energía más alta).
2. Bombeo:
* Para crear luz láser, los electrones deben excitarse a la banda de conducción. Esto se logra por bombeando El material semiconductor con energía.
* El bombeo se puede hacer por varios métodos:
* bombeo eléctrico: Aplicando una corriente eléctrica al material semiconductor.
* bombeo óptico: Iluminar el material con luz de mayor energía.
3. Inversión de la población:
* Cuando los electrones están excitados a la banda de conducción, pueden recurrir a la banda de valencia, liberando energía en forma de luz.
* Sin embargo, para lograr la acción láser, una condición llamada Inversión de la población es crucial. Esto significa tener más electrones en el estado excitado (banda de conducción) que en el estado fundamental (banda de valencia).
4. Emisión estimulada:
* Una vez que se logra la inversión de la población, un fotón (partícula de luz) con la energía correcta puede interactuar con un electrón excitado, lo que hace que vuelva a la banda de valencia y emita otro fotón con la misma energía y fase.
* Esto se llama Emisión estimulada . Este fotón emitido, a su vez, puede estimular otros electrones excitados para emitir fotones, lo que lleva a una cascada de fotones idénticos.
5. Cavidad óptica:
* Para crear un haz láser, el material semiconductor está encerrado en una cavidad óptica .
* Esta cavidad consta de dos espejos, uno altamente reflectante y otro parcialmente reflectante.
* Los fotones emitidos rebotan de un lado a otro entre los espejos, aumentando la intensidad de la luz.
* El espejo parcialmente reflectante permite que se escape parte de la luz, formando el haz láser.
6. Luz láser:
* La luz emitida por un láser semiconductor es altamente coherente (todos los fotones tienen la misma frecuencia y fase) y monocromática (todos los fotones tienen la misma longitud de onda).
* Esto lo hace útil en una amplia gama de aplicaciones, como comunicaciones ópticas, punteros láser, escáneres de código de barras y cirugía láser.
En resumen:
El principio de un láser semiconductor implica la creación de una inversión de la población en un material semiconductor, utilizando una emisión estimulada para amplificar la luz y luego confinar la luz dentro de una cavidad óptica para producir un haz láser coherente y monocromático.
