Unterabschnitte

Einleitung

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Was sind Halbleiterlaser?

Halbleiterlaser, auch ,,Laserdioden``, ,,Diodenlaser`` oder ,,n-p-Trennschichtlaser`` genannt, sind, wie es der Name schon sagt, Laser basierend auf der Halbleitertechnik. Ein Halbleiterlaser ist auch entsprechend klein: das Bauelement hat eine Größe von etwa $ 125\
\mu m \cdot 250\ \mu m\cdot 300\ \mu m$, die aktive Zone ist dabei ungefähr $ 3\ nm$ dick. [5] Ein Gehäuse von $ 500\ mm^3$ kann ohne weiteres einen $ 200\ mW$ Laser beherbergen. [11]

Sie strahlen wie alle Laser ein kohärentes1.1, energiereiches Licht aus, das sich mit einem einfachen Linsensystem auf einen kleinen Punkt bündeln lässt.

Diese Genauigkeit ist besonders für die Meßtechnik interessant, weil damit eine millimetergenaue Messung möglich ist. Dabei braucht man nur äußerst schwache Laser, in der Industrie dagegen leistungsstarke zum punktgenauen Schweißen und Schneiden. Auch im täglichen Gebrauch haben wir ständig mit Lasern zu tun: Laserpointer, CD-ROMs, magneto-optische Wechselspeicher, Laserdrucker und nicht zuletzt der Barcode-Scanner an der Supermarktkasse. Die Forschung verwendet Laser in den verschiedensten Bereichen: zur Behandlung von Werkstoffen, zum Messen, in der Spektroskopie und natürlich in der Optik, denn die Kohärenz des Laserlichtes ist ideal zum Beobachten von Interferenz. In der Medizin werden Laser verwendet, um Fehler in den Augen zu korrigieren; in der Waffentechnik, um Bomben zu ihrem Ziel zu leiten. Das amerikanische Verteidigungsministerium plant auch, Raketen mit Hilfe von Laserstrahlen, die von Spiegeln auf Satelliten umgelenkt werden, zu zerstören. Das Anwendungsspektrum von Lasern ist also weit gefächert.

Wie Dioden und Halbleiter sind Diodenlaser sehr klein und daher in elektronischen Schaltungen gut zu verwenden. Sie brauchen keine hohe Spannung (typischerweise $ 2.5\ V$ [12]), nur kleine Kühlapparaturen und arbeiten schon bei geringer Leistungsaufnahme.

Dadurch sind sie besonders dort interessant, wo keine große Leistung benötigt wird, nur wenig Platz vorhanden ist und die Kosten möglichst gering bleiben sollen. Beispiele sind die oben erwähnten Anwendungen im täglichen Gebrauch (Siehe auch Abschnitt 4.6, Seite [*]).

Momentan sind Laserdioden im infraroten und roten Bereich erhältlich, letztere bereits für 25 Mark - in Laserpointern. (Dort wird allerdings meist Ausschußware verwendet, siehe Kapitel 4.6, Seite [*]). Will man einen Halbleiterlaser der Klasse 3B1.2, so muss man in Elektronikgeschäften mit 80-200 Mark rechnen [32,33]. Die Halbleiterlaser verdrängen die ,,klassischen`` Helium-Neon-Gaslaser vom Markt.

Grüne, blaue und ultraviolette Halbleiterlaser sollen im Laufe des Jahres 1999 ebenfalls kommerziell erhältlich werden.

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Fußnoten

... kohärentes1.1
gleichfrequent, gleich polarisiert und gleichphasig, siehe Anhang B.2, Seite [*]
... 3B1.2
Alles über $ 1\ mW$ Leistung ist mindestens Klasse 3B
Erich Schubert <erich@vitavonni.de>