Un’alternativa al LED, il diodo laser

di Alessandra Mambri del 28 novembre 2011

LASER è un acronimo della lingua inglese che, tradotto, sta per Emissione Controllata di una Radiazione di Luce. Il diodo laser è un laser in cui il componente attivo è un semiconduttore simile a quelli impiegati nella produzione di LED (Light Emitting Diode).

Un’alternativa al LED, il diodo laser

Un diodo laser viene definito come “un laser formato da un tubo al cui interno si trovano due specchi. Introducendo all’intero della cavità, con una certa energia, i fotoni di luce coerente, questi vengono riflessi da uno specchio all’altro, acquistando energia ad ogni riflessione. Essendo uno degli specchi semitrasparente, lascia passare il raggio luminoso solo quando questo supera un determinato livello di energia. Pertanto, quando la radiazione di fotoni all’interno del tubo ha raggiunto l’energia sufficiente, questa supera lo specchio semitrasparente e si presenta in uscita sotto forma di un fascio molto ridotto in sezione, ma dotato di grande energia: il raggio laser. La distanza tra i due specchi deve avere un valore particolare, più precisamente deve essere un multiplo esatto della lunghezza d’onda del raggio o (che è la stessa cosa), della frequenza di emissione dei fotoni.

Le condizioni necessarie affinché si produca la radiazione di fotoni sono stabilite dal materiale che funge da fonte di radiazione. Gli atomi del materiale radiante devono, pertanto, avere una struttura tale da permettere che gli elettroni saltino facilmente da un livello di energia all’altro non appena vengono investiti da un campo energetico esterno. Il fenomeno che ne consegue, come abbiamo già visto, è che gli elettroni forzati nei livelli di energia superiori hanno la tendenza a recuperare il loro stato iniziale, generando la radiazione di fotoni che viene utilizzata per creare il raggio laser finale”.

Per la semplicità di modulazione richiesta (che è simile a quella impiegata nei LED), l’importante densità di radiazione che li caratterizza e le loro dimensioni, i laser diodo hanno permesso un rapido progresso delle tecnologie di trasferimento veloce di informazione, favorendo lo sviluppo dei lettori dei Compact Disc e delle stampanti laser.

Le applicazioni dei diodi laser sono in continuo aumento specie in campo industriale dove sono utilizzati per l’indurimento, la perforazione, la saldatura e la fresatura dei materiali più disparati. Una recente ricerca ha dimostrato la loro competitività con i diodi LED per le abitazioni e le soluzioni di illuminazione commerciale.

I LED sono considerati come i sostituti a più alta efficienza energetica delle lampadine ad incandescenza, ma peccano in efficienza a correnti che superiori a 0,5 ampere. Il laser a diodo, al contrario, migliora le sue prestazioni a correnti più elevate, il che significa che può fornire più luce di LED ad alte ampere rendendolo preferibile. Sicuramente la rinuncia al LED per passare al laser diodo non sarà immediata a causa dei costi e della non facile riproducibilità della luce laser. Infatti,  la calda luce bianca laser a diodi amata dai consumatori è stata creata con non poche difficoltà grazie da una combinazione di quattro raggi laser – giallo, blu, verde e rosso.

Staremo a vedere le eventuali applicazioni commerciali, ma i diodi laser sembrano rappreesentare una frontiera interessante di ricerca nel campo dell’illuminazione domestica.

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