DIODO LASERDIODO LASER

LASER SEMICONDUCTORLASER SEMICONDUCTOR

El primer diodo Laser operacional consistió en un solo El primer diodo Laser operacional consistió en un solo cristal de arseniuro de galio (GaAs), impurificado para cristal de arseniuro de galio (GaAs), impurificado para formar una unión pn, y un potencial directo aplicadoformar una unión pn, y un potencial directo aplicado

Se eligió GaAs en lugar de silicio debido a su banda Se eligió GaAs en lugar de silicio debido a su banda prohibidaprohibida directadirecta. En materiales de banda . En materiales de banda prohibida prohibida directadirecta, los electrones de conducción pueden perder , los electrones de conducción pueden perder energía directamente por emisión de fotones. En energía directamente por emisión de fotones. En materiales de banda materiales de banda prohibida indirectaprohibida indirecta, los electrones , los electrones deben perder primero el exceso en cantidad de deben perder primero el exceso en cantidad de movimiento antes de emitir un fotón.movimiento antes de emitir un fotón.

Los materiales de Los materiales de banda prohibida directa banda prohibida directa son más son más eficientes para la producción de luz. eficientes para la producción de luz.

Los primeros Laser tienen duraciones de sólo Los primeros Laser tienen duraciones de sólo unos cuantos cientos de horas y requieren unos cuantos cientos de horas y requieren enfriamiento a base de nitrógeno líquido para enfriamiento a base de nitrógeno líquido para operación eficiente.operación eficiente.

Las mejoras al funcionamiento de los diodos Las mejoras al funcionamiento de los diodos laser se presentaron con las modificaciones a la laser se presentaron con las modificaciones a la estructura sencilla de unión única (homounión) estructura sencilla de unión única (homounión) por una estructura de heterounión única (HU). por una estructura de heterounión única (HU). Mejoras adicionales fueron posibles con el diodo Mejoras adicionales fueron posibles con el diodo de heterounión doble(HD)de heterounión doble(HD)

DIODO LASERDIODO LASER

CARACTERISTICAS:CARACTERISTICAS:

Proporciona alta potencia en un pequeño Proporciona alta potencia en un pequeño paquete a bajo costo.paquete a bajo costo.

Fuente normal de las comunicaciones ópticas y Fuente normal de las comunicaciones ópticas y de aplicaciones de almacenamiento de alta de aplicaciones de almacenamiento de alta densidad como el disco óptico.densidad como el disco óptico.

FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTO

La desexcitación del electrón provoca que La desexcitación del electrón provoca que éste pierda su energía en exceso como éste pierda su energía en exceso como calor o como un fotón de luz.calor o como un fotón de luz.Al aplicar un voltaje directo a través de los Al aplicar un voltaje directo a través de los extremos del diodo, se perturba la extremos del diodo, se perturba la situación de equilibrio, los portadores situación de equilibrio, los portadores mayoritarios al cruzar la unión, se mayoritarios al cruzar la unión, se recombinan y emiten radiación de manera recombinan y emiten radiación de manera espontánea. espontánea.

Longitud de onda de emisión infrarrojo, para Longitud de onda de emisión infrarrojo, para diodos Laser:diodos Laser:

820nm, 850nm, 904nm, 1.3um y 1.5um820nm, 850nm, 904nm, 1.3um y 1.5um

Las diferentes longitudes de onda se obtiene Las diferentes longitudes de onda se obtiene mediante el empleo de un material mediante el empleo de un material semiconductor compuesto, como GaAlAs y semiconductor compuesto, como GaAlAs y haciendo varias la proporción Ga:Al de las haciendo varias la proporción Ga:Al de las concentraciones de impurificación.concentraciones de impurificación.

APLICACIONES DELAPLICACIONES DEL LASER LASER

HOLOGRAFIA. Clase especial de fotografía que HOLOGRAFIA. Clase especial de fotografía que captura una vista tridimensional de un objeto.captura una vista tridimensional de un objeto.

SISTEMAS DE COMUNICACIONES. Donde se SISTEMAS DE COMUNICACIONES. Donde se transmita voz, imágenes o datos de transmita voz, imágenes o datos de computadoras a través de aire o fibras ópticas computadoras a través de aire o fibras ópticas en forma de un rango de luz.en forma de un rango de luz.

REPRODUCTORES DE DISCO COMPACTO.REPRODUCTORES DE DISCO COMPACTO.

Para reproducir música de alta fidelidad.Para reproducir música de alta fidelidad.

SISTEMAS DE BARRIDO DE ETIQUETAS DE SISTEMAS DE BARRIDO DE ETIQUETAS DE CÓDIGO DE BARRAS.CÓDIGO DE BARRAS.

ESPECTÁCULOS ÓPTICOS.ESPECTÁCULOS ÓPTICOS.

SISTEMAS DE DETECCION EN ALARMAS.SISTEMAS DE DETECCION EN ALARMAS.

3.7.4 CELDA FOTOVOLTAICA3.7.4 CELDA FOTOVOLTAICA

Se le conoce también como fotogenerador de Se le conoce también como fotogenerador de c.d., pues convierte la energía radiante en un c.d., pues convierte la energía radiante en un potencial eléctrico.potencial eléctrico.

SímboloSímbolo

CELDA FOTOVOLTAICA DE SELENIOCELDA FOTOVOLTAICA DE SELENIO

El selenio es sensible a la gama de luz visible El selenio es sensible a la gama de luz visible (400 a 700mu). En este tipo de celda su (400 a 700mu). En este tipo de celda su estructura destaca la superficie fotosensitiva a estructura destaca la superficie fotosensitiva a base de selenio, de la cual a su vez se deriva la base de selenio, de la cual a su vez se deriva la terminal negativa del dispositivo, para lo cual se terminal negativa del dispositivo, para lo cual se emplea una tira colectora de plata para el emplea una tira colectora de plata para el contacto eléctrico. La parte posterior de la celda contacto eléctrico. La parte posterior de la celda representa la terminal positiva, para lo que se representa la terminal positiva, para lo que se emplea algunas veces una tira de aluminio o emplea algunas veces una tira de aluminio o una capa de plata. una capa de plata.

CELDA FOTOVOLTAICA DE SILICIOCELDA FOTOVOLTAICA DE SILICIO

Esta celda, es sensible dentro de la gama Esta celda, es sensible dentro de la gama infrarroja. En su estructura básica destaca la infrarroja. En su estructura básica destaca la superficie fotosensitiva a base de silicio, de cuya superficie fotosensitiva a base de silicio, de cuya capa y por medio de una pequeña tira colectora capa y por medio de una pequeña tira colectora de plata se deriva la terminal positiva de la de plata se deriva la terminal positiva de la celda. La parte posterior de la celda, representa celda. La parte posterior de la celda, representa la terminal negativa, para cuyo objetivo, ese la terminal negativa, para cuyo objetivo, ese electrodo se forma a base de níquel y estaño.electrodo se forma a base de níquel y estaño.

CELDA SOLARCELDA SOLAR

Los dos tipos de celdas fotovoltaicas Los dos tipos de celdas fotovoltaicas mencionadas anteriormente son equivalentes de mencionadas anteriormente son equivalentes de una celda solar, la conocida con este nombre es una celda solar, la conocida con este nombre es aquella que desarrolla un alto potencial al ser aquella que desarrolla un alto potencial al ser expuesta a la luz del sol.expuesta a la luz del sol.

Una típica celda solar comúnmente es del tipo Una típica celda solar comúnmente es del tipo de silicio, en cuya estructura básica destacan de silicio, en cuya estructura básica destacan capas de silicio tipo P y silicio tipo N.capas de silicio tipo P y silicio tipo N.

Valores aproximados de cada tipo de celdaValores aproximados de cada tipo de celda

CELDA FOTOVOLTAICA DE SELENIO:CELDA FOTOVOLTAICA DE SELENIO:

0.4 V a 500 uA0.4 V a 500 uA

CELDA FOTOVOLTAICA DE SILICIO:CELDA FOTOVOLTAICA DE SILICIO:

1 V a 20 mA1 V a 20 mA

CELDA SOLAR DE SILICIO:CELDA SOLAR DE SILICIO:

6 V a 250 mA6 V a 250 mA

3.7.5 FOTORRESISTENCIAS3.7.5 FOTORRESISTENCIAS

LDR (Light Dependent Resistor)LDR (Light Dependent Resistor)RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZRESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZ

Dispositivo semiconductor de dos terminales Dispositivo semiconductor de dos terminales cuya resistencia terminal varía (de forma lineal) cuya resistencia terminal varía (de forma lineal) con la intensidad de la luz incidente.con la intensidad de la luz incidente.

Los materiales fotoconductores más frecuentes Los materiales fotoconductores más frecuentes utilizados incluyen al Sulfuro de Cadmio (CdS) y utilizados incluyen al Sulfuro de Cadmio (CdS) y al Seleniuro de Cadmio (CdSe) al Seleniuro de Cadmio (CdSe)

La respuesta espectral pico de CdS ocurre La respuesta espectral pico de CdS ocurre aprox. A 51000 Aaprox. A 51000 A˚ y para el CdSe a 6150 ˚ y para el CdSe a 6150 AA˚ ˚

El tiempo de respuesta de las unidades de CdS El tiempo de respuesta de las unidades de CdS es de cerca de 100 ms y de 10 ms para el CdSees de cerca de 100 ms y de 10 ms para el CdSe

Este dispositivo semiconductor no posee una Este dispositivo semiconductor no posee una unión como el fotodiodo. Una capa delgada de unión como el fotodiodo. Una capa delgada de material conectado entre las terminales material conectado entre las terminales simplemente se expone a la energía luminosa simplemente se expone a la energía luminosa incidente.incidente.

Cuando incide luz en el material fotoconductor Cuando incide luz en el material fotoconductor se generan pares de electrón-hueco. Al haber se generan pares de electrón-hueco. Al haber un mayor número de portadores, el valor de la un mayor número de portadores, el valor de la resistencia disminuye.resistencia disminuye.

Si dejamos de iluminar la LDR, los portadores Si dejamos de iluminar la LDR, los portadores fotogenerados se recombinarán hasta volver fotogenerados se recombinarán hasta volver hasta sus valores iniciales. Por lo tanto el hasta sus valores iniciales. Por lo tanto el número de portadores disminuirá y el valor de la número de portadores disminuirá y el valor de la resistencia será mayor.resistencia será mayor.

APLICACIONESAPLICACIONES

Apertura y cierre de puertasApertura y cierre de puertas

Movimiento y paro de cintas transportadorasMovimiento y paro de cintas transportadoras

ContadoresContadores

AlarmasAlarmas

Control de iluminaciónControl de iluminación

Etc.Etc.