LASERとは、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationの頭文字をとったもの。ダイオード・レーザーは、市販されているレーザー製品の中で最もコンパクトである。ダイオードの構造は、3リードのヘッダーから始まります。ヘッダーには、光を検出するためのモニター用フォトダイオードが取り付けられています。フォトダイオードの上にはレーザーダイオードチップがあり、レーザービームが照射されます。レーザーチップは3層構造で、2つのクラッド層とその間にアクティブ層がある。光ビームは、多重量子井戸（MQW）としても知られる活性層から放出される。
ダイオードレーザーのガラス窓は、光ビームを透過させるだけでなく、気密封止されたパッケージの一部を形成する。一旦ケースが密閉されると、物理的に破壊されない限り、その内容物は危険な要素から保護されます。ガラス・エンベロープには、フラット・ウィンドウとボール・レンズの2種類があります。
応用
レーザーダイオードは、以下のような多くの分野で重要性を増している：バイオメディカル、フォトダイナミックセラピー、エンターテインメント＆ディスプレイ、グラフィックアート、ホログラフィー、検査、計測、レーザー励起、光データストレージ、センシング、LIDAR、汚染モニタリング、微量元素センシング、分光、高分解能分光、ラマン分光、蛍光分光、分子分光、テレコミュニケーション。ここでは、一般的に使用可能なダイオードレーザーの波長と、その代表的な波長応用 を示します：
635 ポインティング、ホログラフィ、HeNeレーザーの置き換え、DVD、CD
650 ポインティング、ホログラフィ、DVD、CD
660 ポインティング、ホログラフィ、DVD、CD
760 ガスセンシング
780 CD ROM
808 固体レーザー励起
850 通信
980 エルビウム添加ファイバー励起
1060 低出力ネオジムレーザーの置き換え 1310 通信 1321 ガスセンシング 1460 ラマン増幅器 1480 エルビウム添加ファイバー励起 1550 通信 1460 ラマン増幅器 YAG
1310 通信
1321 ガス検知
1460 ラマン増幅器
1480 エルビウム添加ファイバー励起
1540 ガス検知
1550 通信、距離測定
1578 ガス検知
1625 電気通信試験
1640 ガス検知
1790 ガス検知
楕円率
レーザーの楕円形ビームは、矩形のシングルモード導波路を持つために発生する。ビームは、チップの活性層上で垂直方向と平行方向で異なる光源点を持つ。楕円形状のビームの平行軸と垂直軸の角度は、ビーム発散角（8º x 30º）として知られています。最大強度点の半分の角度で測定したレーザービームは、垂直軸に沿ってより速く発散します。
ダイオードレーザーからのビームを円形化するために、多くの方法が商業的に使用されてきた。最もポピュラーなものは、プリズムペア、シリンドリカルレンズ、空間フィルター、垂直2焦点シリンドリカルレンズなどです。しかし、どのアプローチも完全なガウシアンビームを得ることはできません。ダイオード・レーザー・ビームを円形化する最も良い方法は、シングルモード・ファイバーにカップリングすることです。シングルモード・ファイバーから放射されるレーザービームは、単に円形であるだけでなく、数学的にガウシアンな強度プロファイルを持ち、両方の方向に共通の光源点を持ちます。コリメートされたガウシアンビームは、自由空間光通信のような長距離ターゲティングに理想的です。
偏光
レーザーダイオードからのビームは、レーザー接合部に対して平行な偏光を持っています。ランダム偏光やレーザー接合部に対する垂直偏光による自発光も発生します。ダイオードが最大出力付近で動作している場合、その平行偏光成分を垂直偏光成分で割った消光比（ER）は100:1（20dB）より大きくなります。しきい値付近で動作している場合、自然放出が大きくなるため、比は低くなると考えられます。
一般に、自由空間光学系は、光学素子が自然に複屈折するか、応力によって誘導複屈折を含まない限り、レーザービームのSOP（偏光状態）に大きな影響を与えません。しかし、ビームが光ファイバーに結合されると、そのファイバーがPM（偏波保持）ファイバーでない限り、SOPはランダムになります。PMファイバの最も一般的なタイプは、日本のフジクラが製造したPANDAと呼ばれるもので、2つの応力部材とファイバコアが特徴的なパンダの顔を形成しています。ボウタイ・ファイバーやタイガー・ファイバーも、より幅広い波長域で人気がある。
Princetel Princetel また、消光比を改善したレーザーダイオードモジュールも提供している。例えば、1310nmと1550nmのレーザーで28-35dBの消光比を達成することができます。偏光を回転させる必要がある方は、 の回転偏光光源をご覧ください。Princetel
背面散乱
全てのレーザーは、光後方散乱の影響を受けやすい。なぜなら、後方散乱は、レーザーの周波数ドリフトを引き起こし、レーザーの利得プロファイルのベルカーブにより、出力が変化するからである。DFB（分布帰還型）レーザーは特に敏感です。アイソレータがないと、DFBレーザーはほぼ確実に正しく動作しません。一般的に、ピグテールレーザーパッケージにアイソレータを組み込むことは常に良いアイデアです。しかし、材料の制限のため、アイソレーターは現在いくつかの波長帯でしか利用できません。最も一般的に利用できるのは、1290nmから1640nmのテレコムバンドである。波長1060nmでは挿入損失が1dB以上に増加する。もう一つのウィンドウは780 nm付近だが、損失は3-4 dBまで上がる。そのため、パッケージ・デバイスに使用されることはほとんどない。
Princetel はテレコム波長帯のアイソレータオプションを提供している。アイソレーションはシングルステージで通常40dB、ダブルステージアイソレーターで55dBです。
ファブリー・ペロー変調
任意の2つの光学面は、スペクトル変調を引き起こすファブリ・ペロー共振器を形成することができる。表面反射が十分に高い場合、変調振幅は50％を超えることもある。微量ガス検知アプリケーションの場合、パッケージ内のファブリーペローキャビティーを確実に除去するために、パッケージングプロセスにおいて細心の注意を払う必要があります。Princetel は、この種の細心のパッケージングケアを専門としています。私たちは、お客様のこのようなニーズを詳細に理解しています。
静電気放電（ESD）
レーザーダイオードはESDに非常に敏感で、取り扱いに細心の注意を払わないと故障します。レーザーの劣化や故障の一般的な症状は、レーザー出力の低下、しきい値電流の増加、または全く発光しないことです。適切な接地は非常に重要です。ダイオードレーザーを取り扱う際には、常に静電気制御された実験装置やアクセサリーを使用してください。
レーザーダイオードの世界には、あらゆる種類の製品があります。ソリッド・ステート・レーザー・ダイオードは、明らかに異なる構造を持っており、興味深い技術です。固体レーザーダイオードが故障しても、デバイスはダイオードの特性を維持します。
包装形態
市販のダイオード・レーザーには、さまざまなパッケージ・スタイルがあります。大半のユニットは、いわゆるTO缶に入っています。ほとんどのテレコム用ダイオードレーザは、ハーメチックシールされた14ピンのバタフライパッケージ、14ピンDIPパッケージ、ミニDIPパッケージ、またはFC/SCレセプタクルモジュールにピッグテールされています。計測機器ユーザは、一般的にコリメートレーザモジュールを使用し、レーザビームをコリメートするためにレンズを使用します。一部のダイオードレーザは、ライン、グリッド、複数のドットなど、特定のビームパターンを形成するために特別に設計されたグレーティングと一緒にパッケージ化されています。
Princetel は、標準的なピッグテールおよびレセプタクルパッケージのレーザーダイオードのフルラインナップを取り揃えています。また、特殊な波長、特殊なファイバータイプ、特殊なパワーを必要とするレーザーダイオードのパッケージも行っています。
信頼性
典型的なダイオード・レーザーのファセットは、わずか0.5ミクロンから3ミクロンです。サブミクロンの変位は、出力パワーの著しい劣化を引き起こす可能性がある。パッケージングの信頼性は、その企業の技術力を測る強力な尺度である。接着剤の種類の間違い、接着剤の不適切な硬化、設計や工程の不備による機械的ストレスなどは、すべて懸念材料となり得ます。
Princetel では、ピグテールレーザーダイオードのフィールド応用 において長年の経験があります。当社のボンディング材は、NASAの低アウトガス要件を満たすだけでなく、極低温（4度ケルビン）でも故障することなく耐えることができます。
シングルモードファイバーとマルチモードファイバー
光ファイバーは一般にシングルモードとマルチモードの2種類に分類される。ファイバーのコアが十分に小さく、空間モードがTEM00モード1つしかない場合はシングルモード、そうでない場合はマルチモードです。PMファイバーと、エルビウム添加アンプ・ファイバーのような一般的なドープ・ファイバーは、どちらも単一モードをサポートするため、シングルモード・ファイバーの2つの特別なタイプです。シングルモードファイバーのコアサイズは、波長によって3ミクロンから10ミクロンの範囲です。マルチモードファイバーのコアサイズは50ミクロンから1ミリメートルです。
シングルモードファイバへの結合効率は10～50%程度である。マルチモードファイバを使用する場合は、コアサイズとNA（開口数）がはるかに大きいため、効率は40～90%まで上がります。どのファイバが適しているかを判断するには、まずビームの品質とビームの安定性が重要かどうかを尋ねてください。答えが「はい」の場合は、シングルモードファイバを選択し、適切なパワーレベルを選択します。
熱電気冷却（TEC）
温度が高くなると、レーザーダイオードのしきい値電流と寿命に影響する。温度が上昇すると、レーザーデバイスのしきい値電流が増加します。そのため、一定の出力レベルを維持するためには、より高い駆動電流が必要となる。温度が10℃上昇すると、レーザーダイオードの寿命は約50％短くなると予想されます。そのため、安定した出力を必要とするレーザーを連続的に使用する場合、温度制御を行うことは非常に有益である。一方、出力の安定性が重要でない短時間の使用では、温度制御は必要ないかもしれません。
温度制御が重要な場合は、Princetel'のターンキーレーザーダイオード光源をご検討ください。私たちは、ほとんどのレーザーダイオードに適切なTECソリューションを提供することができます。