Dioda Laser Adalah ☑️ Berikut Ulasan Lengkap Mengenai Pengertian Dioda Laser dan Cara Kerjanya ☑️ Jenis Dioda Laser dan Simbolnya ☑️
Dioda laser menghasilkan sinar laser yang sempit di mana semua gelombang cahaya memiliki panjang gelombang yang sama.
Karena karakteristik tersebut, sinar laser yang dihasilkan menjadi sangat terang dan dapat difokuskan pada titik yang sangat kecil.
Dioda laser banyak digunakan di berbagai perangkat seperti barcode reader, printer laser, sistem keamanan, komunikasi fiber optik, dll.
Pertanyaannya, lalu apa yang dimaksud dengan dioda laser? Di materi dioda laser kali ini, Kelas PLC akan menjelasakannya secara lengkap disini.
Pengertian Dioda Laser
Dioda laser adalah komponen semikonduktor yang dapat menghasilkan radiasi koheren yang terlihat oleh mata atau muncul sebagai spektrum infra merah (IR) ketika dialiri arus listrik.
Radiasi koheren adalah radiasi di mana semua gelombang berasal dari sumber yang sama dan memiliki frekuensi dan fase yang sama.
LASER adalah singkatan dari “Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation“. Jadi, Dioda laser adalah perangkat optoelektronik.
Apa itu perangkat optoelektronik?
Perangkat optoelektronik adalah perangkat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik atau sebaliknya.
Cara kerjanya adalah ketika arus listrik diterapkan pada bahan-bahan ini, mereka memancarkan cahaya. Sebaliknya bila terkena cahaya, bahan tersebut menghasilkan arus listrik.
Jadi dapat disimpulkan bahwa dioda laser adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.
Simbol Dioda Laser
Simbol dioda laser ditunjukkan pada gambar di atas. Simbolnya identik dengan LED. Panah (memproyeksikan ke luar) menunjukkan emisi cahaya.
Konstruksi Dioda Laser
Gambar di atas menunjukkan konstruksi dioda laser yang sudah disederhanakan, Konstruksinya mirip dengan light emitting diode (LED).
Dioda laser menggunakan galium arsenida yang didoping dengan unsur-unsur seperti selenium, aluminium, atau silikon untuk menghasilkan bahan semikonduktor tipe P dan tipe N.
Sementara dioda laser memiliki lapisan aktif tambahan undoped (intrinsik) gallium arsenide memiliki ketebalan hanya beberapa nanometer, diapit di antara lapisan P dan N, secara efektif membuat PI diode (tipe P-Intrinsik-N) dan inilah lapisan yang menghasilkan sinar laser.
Cara Kerja Dioda Laser
Setelah mengetahui pengertian dioda laser dan simbolnya. Makah hal yang perlu Kamu ketahui selanjutnya adalah bagaimana cara kerja dioda laser ? Berikut adalah penjelasannya.
Menurut teori kuantum setiap atom dapat memiliki energi hanya dalam beberapa tingkat energi yang berbeda. Atom biasanya berada dalam energi terendah atau keadaan dasarnya.
Sebuah atom dalam keadaan dasarnya dapat tereksitasi ke salah satu tingkat yang lebih tinggi jika diberi sumber energi. Proses ini disebut penyerapan.
Setelah berada di tingkat itu untuk durasi yang sangat singkat, atom kembali ke keadaan dasar awal, memancarkan foton dalam proses, Proses ini disebut emisi spontan.
Kedua proses ini, penyerapan dan emisi spontan, berlangsung dalam sumber cahaya konvensional. Atom yang masih dalam keadaan tereksitasi bertabrakan dengan foton dari luar.
Foton yang akan bertabrakan memiliki energi yang dibutuhkan untuk emisi spontan. Fenomena ini menyebabkan foton dari luar meningkat karena terikat oleh atom-atom yang tereksitasi.
Setelah foton mencapai keadaan maksimumnya ia memancarkan foton dalam keadaan fasa dan tereksitasi yang sama. Proses memancarkan foton tereksitasi dikenal sebagai prinsip kerja dioda laser.
Prinsip utama pengoperasian laser adalah memiliki panjang gelombang yang sama dengan cahaya yang dipancarkannya.
Karakteristik Dioda Laser
Laser memiliki karakteristik unik yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi. Berikut adalah beberapa karakteristik dioda laser.
- Koheren (Cahaya yang dipancarkan memiliki panjang gelombang yang sama).
- Monokromatik (Cahaya yang dipancarkan sempit dan mengandung satu warna).
- Sinar yang sangat direktif.
- Intensitas tinggi.
- Laser memiliki frekuensi dan fase yang sama.
- Sinar laser menempuh jarak yang sangat jauh.
- Portabel, karena ukuran dioda laser kecil.
- Jam operasional Panjang.
- Harganya cukup murah.
Jenis Dioda Laser
Berdasarkan cara kerja dioda laser, ada dua jenis dioda laser, yaitu:
- Injection Laser Diode (ILD)
- Optically Pumped Semiconductor Laser (OPSL)
Berikut adalah penjelasan lengkapanya mengenai jenis jenis dioda laser berdasarkan cara kerjanya.
Injection Laser Diode (ILD)
Injection laser diode ini memiliki banyak kesamaan dalam pengoperasiannya dengan Light Emitting Diode (LED). Keduanya dibangun di atas proses dan teknologi yang hampir sama.
Perbedaan utama adalah adanya saluran sempit panjang dengan ujung yang reflektif. Saluran ini berfungsi sebagai pemandu gelombang cahaya dan biasanya disebut juga dengan Waveguide.
Selama operasinya, arus mengalir melalui sambungan PN dan menghasilkan cahaya seperti LED. Pancaran foton disebabkan oleh bergabungnya kembali elektron dan hole di daerah persimpangan PN.
Namun cahaya tersebut hanya dibatasi didalam Waveguide dari dioda laser. Dalam waveguide ini, sinar laser dipantulkan dan kemudian diperkuat untuk menghasilkan emisi terstimulasi sebelum dipancarkan.
Optically Pumped Semiconductor Laser (OPSL)
Optically pumped semiconductor laser (OPSL) adalah Laser semikonduktor yang dipompa secara optik yang menggunakan chip semikonduktor III-V sebagai dasarnya.
Chip semikonduktor ini berperan sebagai media penguat optik. Dioda laser yang terkandung digunakan sebagai sumber pompa.
Dioda laser ini memiliki banyak keunggulan terutama dalam hal memilih panjang gelombang serta mengurangi interferensi struktur internal elektroda.
Penggunaan Dioda Laser
Berikut adalah penggunaan dioda laser pada kehidupan Kita sehari hari:
- Perangkat elektronik: Ini termasuk printer laser, pemutar CD dan DVD, dan komunikasi serat optik.
- Aplikasi industri: Pada penggunaan industri, diode laser digunakan untuk merupakan untuk memotong, mengebor, mengelas, dll. Karena diode laser merupakan sumber sinar laser intensitas tinggi.
- Aplikasi medis: Dioda laser digunakan untuk menghilangkan jaringan dan tumor yang tidak diinginkan dan juga dalam pengobatan gigi.
- Instrumentasi ilmiah: Instrumen seperti spektrometer, range finder dapat dilakukan dengan bantuan dioda laser.
- Dioda laser dalam telekomunikasi: Dioda laser dengan pita 1,3 μm dan 1,55 μm digunakan sebagai sumber cahaya utama di telekomunikasi dan saat pita berubah, dioda laser menemukan aplikasi dalam amplifikasi optik.
Kelebihan dan Kekurangan Dioda Laser
Sama halnya dengan jenis komponen elektronika lainnya, Dioda laser juga memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut adalah kelebihan dan kekurangan dari dioda laser.
Kelebihan
Berikut adalah kelebihan yang dimiliki oleh dioda laser.
- Ketika dioda laser dibandingkan dengan perangkat pemancar cahaya lainnya, daya operasional dioda laser lebih sedikit.
- Penanganan dioda ini mudah karena ukurannya yang kecil.
- Cahaya yang dihasilkan oleh dioda-dioda ini memiliki efisiensi yang tinggi.
Kekurangan
Berikut adalah kekurangan yang dimiliki oleh dioda laser.
- Harga dioda laser ini mahal jika dibandingkan dengan perangkat pemancar cahaya lainnya.
- Cahaya yang dihasilkan oleh dioda ini berdampak buruk pada mata.
Demikian informasi terkait pengertian dioda laser, cara kerja, penggunaan, dan serta simbol dioda laser yang bisa tim Kelasplc.com jabarkan. Semoga bisa memberikan wawasan untuk Kamu semuanya.
