Pengertian, Prinsip, dan Jenis Dioda Laser Berdasarkan Cara Kerjanya

Pengertian, Prinsip, dan Jenis Dioda Laser Berdasarkan Cara Kerjanya

Diadelemprendedorsocial –┬áDioda merupakan salah satu komponen yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dioda ini masih digunakan di sirkuit untuk membuat teknologi.

Ada banyak jenis dioda yang telah digunakan dalam teknologi canggih seperti televisi, telepon seluler, panel surya dan banyak lagi.

Pengertian Dioda Laser

Dioda laser (laser diode) adalah komponen semikonduktor yang dapat menghasilkan radiasi koheren yang terlihat dengan mata telanjang atau sebagai spektrum inframerah (inframerah/IR) ketika dialiri arus listrik.

Radiasi koheren adalah radiasi di mana semua gelombang berasal dari sumber yang sama dan juga memiliki frekuensi dan fase yang sama.

Kata laser adalah singkatan dari “light amplification by stimulating emission of radiation”, yang berarti mekanisme suatu perangkat yang memancarkan radiasi elektromagnetik melalui proses emisi terstimulasi.

Mata normal dapat melihat beberapa radiasi elektromagnetik dan beberapa tidak.

Panjang gelombang tampak (wavelength) yang terdiri dari dioda laser GaAs pertama kali diperkenalkan oleh Nick Holonyak Jr, seorang ilmuwan yang bekerja di General Electric pada tahun 1962.

Pada dasarnya, dioda laser hanyalah salah satu jenis perangkat atau teknologi yang dapat menghasilkan sinar laser. Jenis perangkat atau teknologi lain yang dapat menghasilkan sinar laser termasuk laser solid state, laser excimer, laser gas, dan laser pewarna.

Prinsip Kerja Dioda Laser

Menurut teori kuantum, setiap atom hanya dapat menghasilkan energi alam pada tingkat regional tertentu. Atom biasanya dalam keadaan dasar atau ketika energi masih pada keadaan rendah.

Ketika atom dasar menerima energi yang cukup untuk pindah ke salah satu tingkat yang lebih tinggi, peristiwa itu disebut penyerapan. Begitu atom tidak lagi naik ke tingkat yang lebih tinggi, ia berada pada tingkat tertentu dalam waktu yang singkat, maka atom akan kembali ke keadaan dasarnya.

Jadi atom akan memancarkan foton dalam prosesnya, proses disini berarti emisi spontan. Dalam emisi foton yang diserap dan diproses oleh penyerapan spontan dan emisi terjadi pada sumber cahaya konvensional.

Atom yang masih dalam keadaan tereksitasi akan terkena foton dari luar. Foton yang akan bertabrakan memiliki energi yang sangat dibutuhkan oleh emisi spontan. Untuk peristiwa ini, foton terluar meningkat karena ditambahkan dari atom yang tereksitasi.

Setelah foton dalam keadaan maksimum, foton akan dilepaskan ke keadaan fase yang sama dan tereksitasi. Proses memancarkan foton tereksitasi disebut prinsip kerja dioda laser. Kunci laser untuk keluar adalah bahwa ia memiliki panjang gelombang yang sama dengan cahaya yang dipancarkan.

Jenis Dioda Laser Berdasarkan Cara Kerjanya

Dioda laser ini hampir sama dengan lampu LED, yaitu dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Tetapi dioda laser dapat menghasilkan cahaya atau sinar dengan intensitas yang lebih tinggi. Berikut adalah struktur dioda laser (laser diode):

Berdasarkan pengoperasiannya, dioda laser ini dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu dioda laser injeksi (ILD) dan laser semikonduktor yang dipompa secara optik.

1. Injection Laser Diode (ILD)

Pengoperasian dioda laser injeksi ini memiliki beberapa kesamaan dengan LED (light emitting diode). Keduanya dibuat berdasarkan proses dan teknologi yang sama. Perbedaan utama adalah adanya saluran sempit yang panjang atau saluran dengan ujung reflektif.

Saluran tersebut berfungsi sebagai pemandu gelombang cahaya. Saluran ini sering disebut sebagai pandu gelombang. Dalam operasinya, arus mengalir melalui PN junction dan menghasilkan cahaya seperti LED.

Emisi foton disebabkan oleh rekombinasi elektron dan hole di daerah PN junction. Tapi cahaya terbatas dalam pandu gelombang (light guide) dari dioda laser itu sendiri. Dalam pandu gelombang ini, sinar laser dipantulkan dan kemudian diperkuat, menghasilkan emisi terstimulasi sebelum dipancarkan.

2. Optically Pumped Semiconductor Laser (OPSL)

Laser semikonduktor yang dipompa secara optik (OPSL) ini menggunakan chip semikonduktor III-V sebagai dasarnya. Chip semikonduktor ini berfungsi sebagai media penguat optik. Dioda laser yang dikandungnya berfungsi sebagai sumber pompa.

Dioda laser ini memiliki beberapa keunggulan, terutama dalam pemilihan panjang gelombang (wavelength), serta dalam pengurangan interferensi dari struktur internal elektroda.

Referensi:

Kelas PLC