Página 109 - Coordinación de Servicios de Información

Electrónica física
1[fotones/cm2 s eV] 1 [fotonaafcm2 s eV] 1 [fOlonestcm2 s eV]
4 0.1 E [eV] 1.34 14 E [eV] 1.9 :1: 0.00:11 E [eVJ
Lámpara incandascente IR LEO LAsar rojo
Figura 111.46. Espectros de emisión para varias fuentes luminosas.
1.977 eV(x = 0.45). Cuando la cantidad molar de
fósforo es superior a 45% no existe emisión de
luz, porque la recombinación es indirecta. Los
LEO más eficientes se construyen en el infrarrojo,
alrededor de 1.5 ~m .
En la actualidad existe una intensa búsqueda
de materiales que permitan la emisión en el azul.
Existen LED azules comerciales, pero aún no hay
láseres azules de semiconductores.
Lente epóxlco
R&sistOf
Cátodo Ánodo
Figura 111.47. Estructura de un LEO.
El láser semiconductor de estado sólido es un
caso muy especial de LEO, donde el principio
electroluminiscente es el mismo, sólo que la
construcción del dispositivo suele ser más com–
pleja para reunir las características que definen a
los láseres.
Las principales características de un rayo láser
comparadas con las de un rayo luminoso ordina–
rio son las siguientes:
o Mucha mayor coherencia espacial y tempo–
ral, las ondas conservan la misma fase.
108
• Mucha mayor direccionalidad: la luz no
diverge.
• En general es monocromático o tiende a
serlo. En los sólidos es difícil que sea perfec–
tamente monocromático.
• Una gran concentración de la intensidad: en
un área menor a un micrómetro cuadrado
puede concentrar toda su potencia.
El fenómeno láser se basa en la emisión estimu–
lada de la radiación. En los procesos luminiscen–
tes podemos tener dos situaciones al emitir luz:
la emisión espontánea, como en el LEO, donde no
existe relación entre la luz producida por la re–
combinación de dos electrones, y la emisión es–
timulada, como en los láseres, donde los fotones
tienen una relación muy particular, pues son una
copia idéntica uno del otro. La figura 111.48 trata
de ilustrar estos casos.
Para que exista la emisión estimulada es nece–
sario tener una inversión de población, esto es,
tener más electrones en los niveles de la handa
de conducción que en los niveles de la banda de
valencia. Para obtener esta situación se bombean
electrones de la banda de valencia a la banda de
conducción.
En los semiconductores es posible obtener la
inversión de población por medio de una unión
P-II polarizada en directa. La única diferencia con
un LEO es que aquí los semiconductores 11 y P
están mucho más impurificados y las uniones
deben hacerse con mucho cuidado, ya que las
dimensiones del dispositivo son muy pequeñas.
Además, es común emplear una caja de resonan-