Was ist eine gepulste Laserdiode?

Eine gepulste Laserdiode ist eine Art Laser, der unter Verwendung von elektrischem Strom und Halbleitermaterialien Licht emittiert. Laserdioden ähneln Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, LED), enthalten jedoch zusätzliche Komponenten, um die Kohärenz des Laserstrahls zu gewährleisten. Die extrem schnellen Impulse bei diesen Lasertypen können große Datenmengen schnell übertragen und auch in der Chirurgie sowie in der Physikforschung von Nutzen sein. Andere Bereiche, in denen die Technologie zum Einsatz kommt, sind die Unterhaltungselektronik und die Verteidigungsindustrie.

Die Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung (LASER) unterscheidet sich in verschiedener Hinsicht von anderen Methoden zur Erzeugung von Licht. Laser manipulieren die Elektronen in den Atomen, um die Freisetzung von Photonen zu optimieren und so einen hochfokussierten Lichtenergiestrahl mit einer bestimmten Wellenlänge oder Farbe zu erzeugen. Laser gibt es in einer Vielzahl von Typen, Größen, Farben, Intensitäten und Leistungsstufen. Laserdioden, auch Halbleiterlaser genannt, gehören zu den kleinsten und leistungsschwächsten Typen und arbeiten eher mit elektrischem Strom als mit der chemischen Reaktion, die in viel größeren Varianten zu finden ist. Eine gepulste Laserdiode ist, wie der Name schon sagt, eine Laserdiode, die Licht in kurzen Stößen oder Impulsen anstelle eines kontinuierlichen Strahls aussenden soll.

Laserdioden bestehen aus Halbleitermaterialien mit besonderen elektrischen Eigenschaften und sind mit nahezu allen modernen Diodentypen vereinbar. Ihr Design und ihre Funktionsweise sind denen einer LED sehr ähnlich. In den grundlegendsten Typen beider Vorrichtungen setzen Elektronen Energie in Form von sichtbaren Photonen frei, wenn sie einen Übergang überqueren, an dem sich zwei verschiedene Arten von Halbleitermaterialien treffen. In der Praxis sind Laserdioden oft komplexer und bestehen manchmal aus mehreren Schichten aus verschiedenen Halbleitermaterialien, die sandwichartig zusammengefügt sind. Laserdioden umfassen auch optische Komponenten, um einen Laserstrahl zu erzeugen, der für die beabsichtigte Verwendung der Diode geeignet ist, und können in einem Array zusammengefasst werden.

Während ein kontinuierlicher Betrieb bei vielen Anwendungen der Lasertechnologie wünschenswert ist, können gepulste Laser eine Reihe einzigartiger Vorteile bieten. Beispielsweise verwendet die Telekommunikationsindustrie die Lasertechnologie, um große Mengen digitaler Informationen durch Steuern der Rate, des Timings und der Dauer von Impulsen zu übertragen. Je nachdem, wie die Technologie angewendet wird, sendet eine gepulste Laserdiode möglicherweise Lichtblitze aus, die nur wenige Billionstel Sekunden dauern. Diese ultraschnellen Impulse können auch kosmetische und chirurgische Eingriffe effizienter machen, da der Impuls zu kurz ist, um das umliegende Gewebe zu beschädigen. Gepulste Laserdioden werden auch zur Behandlung von Haarausfall untersucht.

Es gibt eine Vielzahl anderer Verwendungsmöglichkeiten für die Pulslaserdiodentechnologie. Viele Unterhaltungselektronikgeräte haben es im Laufe der Jahre verwendet, ebenso wie der Laser-Entfernungsmesser im Chieftain-Panzer des Vereinigten Königreichs. In der Physikforschung kann eine gepulste Laserdiode direkt verwendet werden oder sogar einer oder mehrere von ihnen, um größere und leistungsstärkere Laser anzutreiben.

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