Apa itu Dioda Laser Daya Tinggi?

Dioda laser berdaya tinggi adalah laser yang menghasilkan berkas cahaya berdaya tinggi menggunakan semikonduktor sebagai media penguatan laser. Kekuatan laser, diukur dalam satuan yang disebut watt, adalah tingkat di mana laser mengubah energi. Daya tinggi bukanlah istilah yang didefinisikan secara tepat, dan artinya bervariasi sesuai dengan jenis laser dan aplikasi laser, tetapi dioda laser daya tinggi biasanya laser dengan output dalam watt atau kilowatt (kW), yang membedakannya dari dioda laser kisaran miliwatt yang digunakan untuk aplikasi seperti penunjuk laser dan pembaca cakram optik. Dioda laser daya tinggi digunakan untuk aplikasi industri seperti pemanasan dan pengelasan dan juga digunakan untuk memompa laser solid-state bertenaga tinggi secara optik.

Dioda laser menghasilkan seberkas cahaya dengan memompa energi dalam bentuk listrik ke semikonduktor, yang berfungsi sebagai media penguatan laser. Semikonduktor biasanya terdiri dari zat seperti indium phosphide (InP) atau senyawa galium seperti galium nitrida (GaN) dan galium arsenida (GaAs). Listrik sementara menaikkan tingkat energi elektron semikonduktor, dan ketika mereka turun kembali ke tingkat semula energi dipancarkan dalam bentuk foton, yang kemudian difokuskan menjadi sinar. Dioda laser sering dikelompokkan ke dalam susunan pemancar laser individu berdampingan yang disebut batang dioda, yang pada gilirannya kadang-kadang digabungkan lebih lanjut menjadi susunan dua dimensi yang disebut tumpukan dioda.

Daya adalah keluaran energi dari waktu ke waktu, dengan watt didefinisikan sebagai satu joule energi per detik. Daya laser dapat mengacu pada jumlah watt maksimum yang dapat dihasilkannya selama pulsa pendek, yang disebut daya puncak, atau jumlah watt rata-rata yang dapat dihasilkannya selama periode yang diperpanjang, yang disebut daya rata-rata. Laser menghadapi trade-off antara kekuatan sinar dan kualitas sinar, yang mengacu pada seberapa fokus sinar itu. Hal ini memengaruhi seberapa presisi berkas sinar dan seberapa baik ia mampu mengirimkan energi terfokus pada jarak yang lebih jauh. Kualitas sinar dapat ditingkatkan melalui berbagai fitur desain laser, tetapi laser yang lebih kuat memiliki kualitas sinar yang lebih rendah daripada laser yang kurang kuat, semua hal lain dianggap sama.

Dioda laser berdaya tinggi biasanya memiliki kualitas pancaran yang relatif buruk dan menghasilkan berkas dengan divergensi tinggi, yang berarti bahwa foton dalam berkas menyebar dengan cepat saat bergerak maju. Akibatnya, mereka paling sering digunakan untuk aplikasi yang dapat dilakukan pada jarak dekat dan tidak memerlukan presisi ekstrim. Dioda laser berdaya tinggi biasanya digunakan dalam industri untuk tujuan seperti penyolderan, pengelasan, dan perlakuan panas.

Dioda laser berdaya tinggi juga dapat digunakan sebagai pompa optik, sumber cahaya yang menggerakkan laser lainnya. Dalam laser solid-state yang dipompa dioda, dioda laser berdaya tinggi menembakkan seberkas cahaya ke media penguatan laser solid-state. Media penguatan solid-state biasanya bahan kaca atau kristal, seperti korundum atau garnet aluminium itrium yang didoping dengan ion logam. Cahaya dari laser dioda memberi energi pada media penguatan solid-state, yang pada gilirannya mulai menghasilkan cahaya yang dapat difokuskan menjadi sinar dengan kualitas sinar yang lebih tinggi daripada yang dapat dihasilkan sendiri oleh dioda laser daya tinggi.