Che cos'è una barra a diodi?
Una barra di diodi è una banca di emettitori laser a semiconduttore combinati con circuiti di pilotaggio e ottica per formare un modulo laser a diodi. Queste unità assomigliano a transistor metallici. I laser sono disposti in una linea di emettitori ad ampio raggio o sottopareti di 10-20 strisce sottili. Accompagnano in genere un chip fotodiodo monitor per il controllo di feedback della potenza erogata. Questi moduli funzionano con tecnologie che vanno dalle unità disco e stampanti domestiche ai puntatori laser. Le barre a diodi ad alta potenza forniscono luce laser per applicazioni come la chirurgia laser e i trattamenti di superficie industriali dei materiali.
Una tipica barra a diodi contiene da 20 a 50 emettitori, ciascuno largo 100 micrometri (μm) - la larghezza di due o tre peli umani. Possono pompare decine di watt di potenza in uscita; le loro lunghezze d'onda cadono tra 780 e 860 nanometri (nm) e tra 940 e 980nm, come tipico dei laser di pompaggio a stato solido nelle reti in fibra ottica. I laser ad alta potenza di oltre 100 watt (W) possono essere formati impilando i diodi verticalmente. Questi laser sono altamente efficienti, energici e luminosi; questo li rende adatti a numerose applicazioni in tutti i settori.
I comuni laser prodotti dai moduli delle barre di diodi si trovano nelle unità del computer e nei lettori di dischi audio. Questi raggi cadono vicino alla porzione infrarossa dello spettro elettromagnetico, a 780 nm. Tali laser emettono circa 5 milliwatt (mW), ma sono collimati attraverso ottiche che riducono la loro potenza da 0,3 a 1 mW. I diodi laser a infrarossi (IR) ad alta potenza delle unità ottiche per computer producono fino a 30 mW. I familiari laser rosso intenso creati dai primi diodi laser visibili operavano a circa 670 nm, nel raggio dello spettro visibile.
La collimazione si riferisce alla messa a fuoco di raggi di luce disorganizzati in un raggio parallelo. In elettronica questo potrebbe essere ottenuto con una lente in plastica a singolo elemento, che è una lente convessa con una lunghezza focale ridotta. I moduli laser a diodi utilizzano lenti asferiche; cioè, non sono sferici.
Nelle reti in fibra ottica, la barra di diodi viene prodotta come componente accoppiato a fibra. Ciò consente un maggiore utilizzo dell'uscita e la capacità di distanziare il modulo e il sistema di raffreddamento da un punto caldo laser, come una testa laser pompata a diodi. È in genere accoppiato con fibre singole e multimodali, oppure in bundle con una singola fibra per emettitore.
Le lunghezze d'onda standard e personalizzate sono possibili con questi componenti. Le unità di barre a diodi sono disponibili in numerose larghezze di strisce e barre e lunghezze di cavità. Sono garantite precauzioni di sicurezza, in particolare con fasci collimati, in quanto possono causare danni alla vista. I laser con uscita superiore a 3-5 mW o con lunghezze d'onda vicine allo spettro visibile presentano i maggiori pericoli. I raggi devono essere calibrati indirettamente usando un tester, un misuratore di potenza laser, un rivelatore IR o anche riflessi da una scheda.