Diodos Laser

O diodo laser, ou LD, é um componente eletrônico semicondutor, ele é formado por uma junção pn semelhante ao encontrado em um díodo de emissão de luz (LED).

O Diodo laser pode ser feito de diversas substancias como metais, gases e pedras preciosas, que geram luz quando excitadas por uma fonte de energia.

O nome LASER vem do inglês, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou seja, amplificação de luz pela emissão estimulada de radiação. Em linguagem simples podemos dizer que o diodo laser nada mais é que um amplificador de luz.

O primeiro diodo laser foi demonstrado em 1962 por dois grupos de norte-americanos liderados por Robert N.Hall da General Electric  e por Marshall Nathan no TJ Watson da IBM.

O diodo a laser tem uma vasta gama de utilizações que incluem a gravação e leitura de CD, DVD e Blu-ray, na comunicação de fibra óptica, sistema de iluminação especial, leitores de código de barras, caneta laser,  impressão a laser, scanners,  depilação, corte, perfuração, bisturi, etc.

O Diodos Laser

O diodo laser é eletricamente comparado a um diodo Pin, apesar da pesquisa com o diodo laser inicialmente foi realizado em diodos PN simples, todos os lasers modernos usam a  ” double-heterostructure “, onde as operadoras e os fótons estão confinados a fim de maximizar suas chances de recombinação e geração de luz.

Ao contrário de um diodo normal, a meta para um diodo laser é de recombinar todas as carriers da região I, e produzir luz. Assim, diodos laser são fabricados utilizando semicondutores de banda direta. [1]

Como funciona o diodo laser

Os laseres são formados por uma zona ativa dentro da cavidade laser onde ocorre a emissão de luz estimulada. Para que isso ocorra é aplicado uma corrente na junção p-n do diodo. [2]

No caso dos diodos lasers para CD/DVD eles possuem 3 terminais, sendo:

1 – + diodo Laser (emissor do laser)
2 – – Comum GND
3 – + Fotodiodo (receptor do feixe de laser refletido do disco)

Comprimentos de onda comuns de alguns tipos de Diodos Laser

405 nm – InGaN laser azul-violeta, em Blu-ray Disc e HD DVD unidades
445-465 nm – InGaN blue laser de diodo multimodo introduzido recentemente (2010) para o uso em alto brilho sem mercúrio projetores de dados
510-525 nm – Green diodos recentemente (2010) desenvolvidos por Nichia e OSRAM para projetores a laser.
635 nm – AlGaInP ponteiros laser vermelho melhor, mesmo poder subjetivamente duas vezes mais brilhante como 650 nm
650-660 nm – GaInP / AlGaInP CD DVD, baratos vermelho ponteiros laser
670 nm – AlGaInP leitores de código de barra, primeiros ponteiros laser de diodo (agora obsoleto, substituído por mais brilhante 650 nm e 671 nm DPSS)
760 nm – AlGaInP detecção de gás: O 2
785 nm – GaAlAs Compact Disc unidades
808 nm – GaAlAs em DPSS Nd: YAG Vários usos (por exemplo, em ponteiros laser)
848 nm – mouse a laser
980 nm – InGaAs bombear para amplificadores ópticos, para Yb: YAG lasers DPSS
1064 nm – AlGaAs comunicação por fibra óptica
1310 nm – InGaAsP, InGaAsN comunicação de fibra óptica
1480 nm – InGaAsP  amplificadores ópticos
1512 nm – InGaAsP detecção de gás: NH 3
1550 nm – InGaAsP, InGaAsNSb comunicação de fibra óptica
1625 nm – InGaAsP comunicação por fibra óptica, canal de serviço
1654 nm – InGaAsP detecção de gás: CH 4
1877 nm – GaInAsSb detecção de gás: H 2 O
2004 nm – GaInAsSb detecção de gás: CO 2
2330 nm – GaInAsSb detecção de gás: CO
2680 nm – GaInAsSb detecção de gás: CO 2
3.030 nm – GaInAsSb detecção de gás: C 2 H 2
3330 nm – GaInAsSb detecção de gás: CH 4

Encapsulamentos mais comuns de Diodos Laser

TO56 de 5.6mm, usado em leitores e gravadores de CD e DVD
TO9 de 9mm, usado em díodos infravermelhos de alta potência

Reciclando diodo laser

Cuidado! Só construa este projeto se você tiver habilidade, antes leia os termos de responsabilidade do site.

Lembre-se que o diodo laser é extremamente perigosos! Apesar de sua luz infravermelho ser invisível, ela pode causar danos ou mesmo cegar. O seu feixe pode causar queimaduras ou incêndio.

Todos conhecem a famigerada caneta laser, pode ser muito divertida para brincar, só para brincar mesmo. O que poucos sabem é que é possível obter uma potência muito maior de diodos laser de gravadores de CD (cd-rw) e DVD.

Os diodos de unidades óticas tem uma saída de pulso entre 50 a 250mW de potência, trabalha na faixa do infravermelho com comprimento de onda de 780 nm, um consumo de corrente média entre 100 a 150 mA com picos de até 200 mA e a queda de tensão através do diodo é de aproximadamente 2.1 Volts a  2.15 Volts.

Os diodos laser de equipamentos apenas de leitura ( CD-ROM / DVD / Blu-ray) não funcionam!

Partindo desses dados podemos fazer um simples limitador de corrente usando um resistor de 100 Ohms por 4 Watts. Mas esta não é a solução ideal para ligar o diodo laser. O certo e ideal é um circuito estabilizador de corrente usando um circuito integrado, que pode ser um simples circuito integrado regulador de tensão LM7805.

 

No circuito limitador de corrente acima usando o CI 7805 e um resistor de 33 Ohm por 2 Watts a corrente é de mais ou menos 155 mA.

A faixa de tensão de alimentação deste circuito é de 10 Volts a 30 Volts, não afetando o funcionamento, pois  corrente continuará a mesma. É recomendado a utilização de um dissipador de calor no 7805 e no diodo laser. Nunca aponte o feixe do laser para os olhos e caso queira, algumas lentes podem melhorar o seu foco.