Laserdiode

Laserdioden (LD) sind Halbleiterlaser für die Optoelektronik, die in der optischen Übertragungstechnik eingesetzt werden. Sie bestehen aus dotierten Halbleiterschichten, häufig aus einem Substrat aus einem Verbundhalbleiter aus Indium-Gallium oder Aluminium-Gallium und dienen der Erzeugung von Lichtsignalen, die in den Lichtwellenleitern die Übertragung übernehmen.


Die meisten Laserdioden sind Kanten-emittierende Laser, Edge-Emitting Laser (EEL), die mit stimulierter Emission Licht erzeugen. Sie modulieren das Lichtsignal in der Intensität und Form einer Amplituden-, Frequenz- oder Phasenmodulation, mit denen Übertragungsfrequenzen von etwa 10 GHz erreicht werden.

Spektralverteilung 
   von Laser- und Leuchtdiode

Spektralverteilung von Laser- und Leuchtdiode

Laserdioden haben gegenüber Leuchtdioden (LED) eine wesentlich höhere Ausgangsleistung, die über 5 mW liegt, und sind daher für lange optische Übertragungsstrecken besser geeignet. Die Wellenlänge der Lichtemission wird im wesentlichen von der Bandlücke und dem Halbleitermaterial bestimmt. Sie kann im Bereich des sichtbares Lichts liegen bei 380 nm bis 470 nm, aber ebenso im Infraroten zwischen 780 nm und 1,6 µm. Die Wellenlänge von grün emittierenden Laserdioden liegt mit 532 nm exakt in dem Bereich, der für Displays und Projektionen genutzt wird.

Die spektrale Breite mit der Laserdioden ihr stark fokussiertes Licht aussenden, beträgt nur 1 nm, im Falle des Distributed Feedback Lasers (DFB) ist sie sogar nur 0,1 nm. Bei den in der optischen Übertragungstechnik eingesetzten Laserdioden hat die Abstrahlfläche einen Durchmesser von nur 5 µm. Diese kleine Abstrahlfläche und die enorm starke Strahlfokussierung sind ideale Voraussetzungen für den Einsatz in Monomodefasern. Für das optische Fenster bei 850 nm werden VCSEL-Laser eingesetzt, bei 1.300 nm kommen Fabry Perot Laser (FPL) zum Einsatz.

Laserdiode, 
   Foto: Sony

Laserdiode, Foto: Sony

Die Modulationsfrequenzen können 10 GHz betragen, die Anstiegszeit liegt bei 10 ps, die Lebensdauer ist mit 10.000 Stunden wesentlich geringer als die von LEDs. Nachteilig sind der höhere Schaltungsaufwand gegenüber LEDs sowie die Temperaturabhängigkeit und die Empfindlichkeit gegenüber Rückstreuungen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Laserdiode
Englisch: laser diode - LD
Veröffentlicht: 15.05.2018
Wörter: 299
Tags: #Optische Komponenten #Aktive Bauelemente
Links: Abstrahlfläche, Anstiegszeit, Bandlücke, Bildschirm, DFB-Laser