光子學與光電
雷射二極體(laser diode)
雷射二極體是被要求更嚴格的 LED。驅動一般 LED 時,它把光子朝四面八方亂噴,顏色略有差異、相位也雜亂——像一群人同時開口說話。雷射二極體多了兩招:把光侷限在兩片鏡面之間的微小波導裡,並以足夠的電流運作,使放出的光子能觸發出更多與自己一模一樣的光子(受激放射)。結果是一束波前整齊邁進的光:單一純色、單一方向、具同調性——是有紀律的合唱,而非喧嘩。
在一個明顯的「閾值電流」之下,元件只像 LED 般微微發光;一旦超過閾值,內部增益便壓過損耗,合唱鎖定,光功率隨電流陡升。這個閾值(從數毫安到數十毫安)是雷射二極體的招牌特徵。它便宜、微小又高效,因而無所不在:讀取 DVD 的紅光、沿著全球光纖骨幹發射脈衝的紅外光、雷射投影機與光達中的綠光與藍光。
P_out ≈ η · (I − I_threshold) for I > I_threshold
切勿直視雷射二極體的光束,即使是「微弱」的:與燈泡不同,它的光是準直且同調的,眼睛會把幾乎全部功率聚焦到視網膜上的一個點——數毫瓦即可造成永久傷害。
又稱
另見