Banyak sekali jenis-jenis dioda yang sudah dipakai pada teknologi-teknologi canggih seperti televisi, handphone, panel surya dan masih banyak lagi.

Nah pada artikel kali ini mimin akan membahas mengenai pengertian dioda laser, prinsip kerja, simbol, bentuk, kelebihan aplikasi, penggunaan, konstruksi dan jenis-jenisnya. Untuk itu simak pembahasannya disini.

Pengertian Dioda Laser

Dioda Laser (Laser Diode) adalah komponen semikonduktor yang bisa menghasilkan radiasi koheren yang dapat dilihat oleh mata atau dalam bentuk spektrum infra merah (Infrared/IR) ketika dialiri arus listrik.

Radiasi koheren adalah radiasi yang dimana semua gelombang berasal dari satu sumber yang sama dan berada pada frekuensi dan fasa yang sama juga.

Kata Laser yaitu singkatan dari “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” yang artiya adalah mekanisme dari suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik melalui proses pancaran terstimulasi.

Radiasi elektromagnetik tersebut ada yang bisa dilihat oleh mata normal dan ada juga yang tidak bisa dilihat.

Sejarah Singkat Dioda Laser

Panjang gelombang (Wavelenght) terlihat yang terbuat dari GaAs Dioda Laser pertama kali diperkenalkan oleh Nick Holonyak Jr yakni seorang Ilmuwan yang bekerja di General Electric pada tahun 1962.

Pada dasarnya, dioda laser hanyalah salah satu jenis perangkat atau teknologi yang bisa menghasilkan sinar laser.

Jenis-jenis perangkat atau teknologi lainnya yang bisa menghasilkan sinar laser yaitu Solid-state Laser, Laser Excimer, Laser Gas dan Dye Laser.

Prinsip Kerja Dioda Laser

Setiap atom menurut teori kuantum hanya bisa menghasilkan energi nalam tingkat wilayah tertentu saja.

Atom tersebut biasanya berada pada keadaan dasar atau saat energinya masih dalam keadaan rendah.

Ketika atom-atom dasar tersebut diberikan energi yang cukup sehingga bisa pergi ke salah satu tingkat yang lebih tinggi, maka peristiwa tersebut dinamakan dengan penyerapan.

Setelah atom tidak lagi naik ke tingkat yang lebih tinggi, kemudian berada pada level tertentu dengan waktu yang begitu singkat, maka atom akan kembali pada keadaan dasar.

Kemudian atom tersebut akan memancarkan foton dalam proses, proses disini maksudnya yaitu untuk emisi spontan.

Dalam pemancaran foton yang diserap dan di proses oleh penyerapan dan emisi spontan terjadi di sumber cahaya konvensional.

Atom yang dalam keadaan masih treksitasi akan dihantam oleh foton yang berasal dari luar. Foton yang akan menghantam tersebut mempunyai ketepatan energi yang sangat benar-benar dibutuhkan oleh emisi spontan.

Atas kejadian tersebut, maka foton luar meningkat karena sudah ditambahkan dari atom tereksitasi.

Setelah foton dalam keadaan maksimal, maka foton akan dikeluarkan dana keadaan fase yang sama dan tereksitasi.

Proses pengeluaran foton yang tereksitasi ini disebut dengan prinsip kerja dioda laser. Kunci dari laser yang keluar yaitu mempunyai panjang gelombang yang sama dengan cahaya yang dipancarkan.

Jenis Dioda Laser Berdasarkan Cara Kerjanya

Dioda laser ini hampir sama dengan lampu LED yakni dapat mengkonversi energi listrik menjadi energi cahaya.

Tetapi dioda laser dapat menghasilkan cahaya/sinar atau beam dengan intensitas yang lebih tinggi. Berikut ini merupakan struktur dioda laser (laser diode):

Jika berdasarkan cara kerjanya, dioda laser ini bisa dibedakan menjadi 2 jenis yakni Injection Laser Diode (ILD) dan Optically Pumped Semiconductor Laser.

1. Injection Laser Diode (ILD)

Cara Kerja injection laser diode ini mempunyai berbagai kemiripan dengan LED (Light Emitting Diode). Keduanya dibuat berdasarkan proses serta teknologi yang hampir sama.

Perbedaan utamanya yaitu adanya sebuah saluran atau kanal panjang yang sempit dengan ujung reflektif.

Kanal tersebut fungsinya sebagai penuntun gelombang cahaya. Kanal tersebut biasanya disebut juga dengan Waveguide.

Pada pengoperasiannya, arus mengalir melalui persimpangan PN (PN Junction) dan menghasilkan cahaya seperti LED.

Pancaran fotonnya (photon) disebabkan oleh bergabungnya kembali elektron dan lubang (holes) di daerah persimpangan PN.

Tetapi cahaya tersebut hanya dibatasi didalam waveguide (penuntun cahaya) pada dioda laser sendiri.

Pada waveguide ini cahaya laser direfleksikan dan lalu diperkuat, sehingga menghasilkan emisi terstimulasi sebelum dipancar keluar.

2. Optically Pumped Semiconductor Laser (OPSL)

Optically pumped semiconductor laser (OPSL) ini menggunakan chip semikonduktor III-V sebagai dasarnya.

Chip semikonduktor ini bekerja sebagai media penguat optik. Dioda laser yang terdapat didalamnya berfungsi sebagai sumber pompa.

Terdapat beberapa keuntungan dari dioda laser ini terutama dalam pemilihan panjang gelombang (wavelenght) serta mengurangi gangguan dari struktur elektroda internal.

Simbol dan Bentuk Dioda Laser

Dibawah ini merupakan gambar simbol dan bentuk dioda laser pada sebuah rangkaian.

Kelebihan Dioda Laser

Berikut ini merupakan beberapa kelebihan dioda laser jika dibandingkan dengan teknologi konvensional penghasil laser lainnya, diantaranya:

1. Intensitas Rendah

Jika dibandingkan dengan perangkay laser lainnya, dioda laser ini mempunyai intensitas yang cukup rendah.

Namun, dioda laser ini mempunyai efisiensi output koheren yang cukup tinggi serta memudahkan dalam modulasi untuk komunikasi dan aplikasi pengendalian.

2. Ukuran yang Lebih Kecil dan Ringan

Ukuran yang dimiliki oleh kompnen dioda laser ini sangatlah kecil, bahkan ada juga jenis dioda laser tertentu yang mempunyai ukuran kurang dari 1 mm dengan berat yang tidak lebih dari 1 gram.

Dengan demikian, komponen dioda ini akan sangat cocok sekali jika digunakan di berbagai perangkat elektronika yang mempunyai ukuran kecil (portable).

3. Sudut Beam yang Lebih Lebar (Wide-angle Beam)

Bentuk berkas sinar komponen ini lebih lebar dengan bentuk kerucut, sehingga akan lebih mudah untuk dilakukan modifikasi dengan menggunakan lensa cembung.

Ini tentunya berbeda jauh dengan laser konvensional karena hanya mempunyai bentuk lurus dan sangat sulit untuk dimodifikasi kelebarannya.

4. Membutuhkan Arus Listrik dengan Tegangan yang Rendah

Berbeda dengan laser konvensional, dioda laser ini membutuhkan arus listrik dengan tegangan yang rendah.

Dioda laser ini pada umumnya hanya membutuhkan daya beberapa miliWatt dengan tegangan sekitar 3 Volt sampai dengan 12 Volt DC.

Inilah yang menjadi alasan mengapa dioda laser dapat beroperasi dengan menggunakan sumber daya baterai.

Aplikasi Dioda Laser

Dioda laser sudah banyak diaplikasikan pada perangkat yang sering kita gunakan sehari hari. Beberapa perangkat tersebut diantaranya:

• Laser pointer
• Laser printer
• Konsol games
• Alat ukur jarak
• Remote control
• Barcode scanner
• Sistem fiber optik
• CD/VCD/DVD/Blue-ray Player

Penggunaan Dioda Laser

Adapun perangkat-perangkat yang menggunakan dioda laser, diantaranya:

• Dalam bidang medis : Untuk dapat menghilangkan jaringan-jaringan atau sel yang tidak diinginkan, diagnostik sel kanker dengan menggunakan fluoresensi, pengobatan gigi. Umumnya hasil menggunakan laser jauh lebih baik jika dibandingkan dengan menggunakan pisau bedah.
• Dalam bidang industri : Untuk memotong, mengebor, mengukir, mengelas dan lain sebagainya.
• Dalam bidang telekomunikasi : Dalam bidang telekomunikasi 1.3 μm dan dioda laser pita 1.5 μm yang umumnya difungsikan sebagai cahaya utama untuk laser serat silikon lebih sedikit kehilangan transmisi pada pita.
  Dioda laser dengan pita berbeda biasanya digunakan sebagai sumber pemompaan untuk amplifikasi optik atau tautan optik jarak pendek.

Konstruksi Dioda Laser

Dioda laser menggunakan gallium arsenide yang didoping oleh beberapa unsur. Unsur yang mendoping gallium arsenide yaitu alumunium, silikon dan selenium.

Tujuannya yaitu untuk menghasilkan bahan semikonduktor tipe N dan tipe P. Supaya dioda laser menciptakan dioda PIN (tipe-P, tipe-instrinsik dan tipe-N), maka dioda tersebut dilapisi oleh lapisan aktif yang ketebalannya hanya beberapa nanometer oleh gallium arsenide.

Setelah dioda laser dilapisi oleh lapisan aktif, lalu ia diapit oleh lapisan P dan lapisan N secara efektif, sehingga menghasilkan dioda PIN. dalam dioda PIn inilah sinar laser keluar.

Post: portaljabar.id

Sumber: kamuharustahu.com