Pengertian Dan Cara Kerja Dioda Laser

Pengertian Dan Cara Kerja Dioda Laser – Dioda merupakan salah satu komponen penting yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari di alat elektronik. Komponen ini selalu digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian elektronika.

Pengertian Dan Cara Kerja Dioda Laser

Sekarang ini sudah ada banyak sekali jenis dioda yang digunakan pada teknologi-teknologi canggih seperti Televisi, Handphone, panel surya dan lain sebagainya. Namun pada kesempatan kali ini kami hanya akan membahas mengenai salah satu jenis dioda yang paling umum digunakan, yaitu dioda laser. Jika anda penasaran mari langsung saja simak pembahasan lengkap mengenai komponen dioda laser berikut ini.

Pengertian Dioda Laser

Pengertian Dan Cara Kerja Dioda Laser

Laser Diode atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan dioda laser merupakan komponen semikonduktor yang bisa menghasilkan radiasi koheren yang bisa dilihat oleh mata maupun dalam bentuk spektrum infra merah (Infrared/IR) saat dialiri oleh arus listrik.

Radiasi koheren sendiri merupakan radiasi yang dimana semua gelombang berasal dari sebuah sumber yang sama serta berada pada frekuensi dan fasa yang juga sama. Sementara untuk kata LASER pada dioda ini adalah singkatan dari Light Amplicafication by Stimulated Emission of Radiation. Artinya adalah mekanisme dari sebuah alat yang dapat memancarkan radiasi elektromaknetik dengan melalui proses pancara terstimulasi.

Pada umumnya radiasi elektromaknetik tersebut bisa dilihat oleh mata normal, namun ada juga yang tidak bisa dilihat.  Untuk panjang gelombang (Wavelenght) yang dibuat dari Gas Dioda Laser pertama kali diperkenalkan pada tahun 1962 oleh seorang Ilmuwan yang bekerja di General Electric.

Pada awalnya, dioda laser hanyalah suatu komponen  yang bisa menghasilkan siner lainnya. Jenis-jenis komponen lainnya yang juga bisa menghasilkan sinar laser adalah dye laser, laser gas, solid-state laser, laser excimer.

Baca juga: Jenis Jenis Dioda Dan Gambarnya

Bentuk dan Simbol Dioda Laser

Berikut ini adalah gambar bentuk dan simbol komponen dioda laser pada rangkaian elektronika:

Bentuk dan Simbol Dioda Laser

Keunggulan Dioda Laser Dibandingkan dengan Laser Konvensional

Dioda laser memiliki banyak keunggulan jika dibandingkan dengan laser konvensional. Adapun keunggulan-keunggulan dari dioda laser adalah sebagai berikut:

Keunggulan Dioda Laser

  • Ukuran yang Lebih Kecil dan Ringan

Ukuran yang dimiliki oleh komponen dioda ini sangat kecil, bahkan juga ada jenis dioda laser tertentu yang memiliki ukuran kurang dari 1 mm dengan berat yang tidak lebih dari 1 gram. Dengan begitu, komponen dioda ini akan sangat cocok sekali jika digunakan pada berbagai perangkat elektronika yang memiliki ukuran kecil atau portable.

  • Membutuhkan Arus Listrik dengan Tegangan yang Rendah

Berbeda dengan laser konvensional, dioda laser membutuhkan arus listrik dengan tegangan yang rendah. Dioda laser umumnya hanya membutuhkan daya beberapa miliWatt dengan tegangan sekitar 3 Volt sampai dengan 12 Volt DC. Inilah yang menjadi alasan mengapa dioda laser bisa beroperasi dengan menggunakan sumber daya baterai.

  • Intensitas Rendah

Jika dibandingkan dengan perangkat laser lainnya, dioda laser mempunyai intensitas yang terbilang rendah. Akan tetapi, dioda laser mempunyai efisiensi output koheren yang cukup tinggi dan memudahkan dalam modulasi untuk komunikasi serta aplikasi pengendalian.

Penting untuk diketahui  bahwa komponen dioda ini tidak bisa digunakan untuk memotong kertas ataupun melubangi baja. Sehingga akan sangat aman jika digunakan pada perangkat konsumen ataupun rumah tangga.

Meskipun cukup aman, jangan sampai anda melihat secara langsung sinar laser yang telah dipancarkan oleh berbagai perangkat tersebut. Hal ini karena bisa merusak bagian-bagian sensitif mata seperti bagian selaput retina pada mata.

  • Sudut Beam yang Lebih Lebar (Wide-angle Beam)

Bentuk berkas sinar komponen ini lebih lebar dengan bentuk kerucut sehingga akan lebih mudah untuk dilakukan modifikasi dengan menggunakan lensa cembung. Ini tentunya berbeda jauh dengan laser konvensional karena hanya memiliki bentuk lurus dan sangat sulit sekali untuk dimodifikasi kelebarannya.

Penggunaan Dioda Laser

penggunaan Dioda Laser

Dioda laser sudah banyak digunakan pada berbagai perangkat yang biasa kita gunakan sehari-hari. Adapun perangkat-perangkat yang menggunakan dioda laser adalah sebagai berikut ini:

  • Dalam bidang industri: Untuk memotong, ukiran, mengebor, mengelas, dan lain sebagainya.
  • Dalam bidang medis: Untuk dapat menghilangkan jaringan-jaringan atau sel yang tidak diinginkan, diagnostik sel kanker dengan menggunakan fluoresensi, pengobatan gigi. Pada umumnya hasil menggunakan laser jauh lebih baik jika dibandingkan dengan menggunakan pisau bedah.
  • Dalam bidang telekomunikasi: Dalam bidang telekomunikasi 1.3 μm dan dioda laser pita 1.5 μm yang umumnya difungsikan sebagai cahaya utama untuk laser serat silikan lebih sedikit kehilangan transmisi pada pita. Dioda laser dengan pita berbeda biasanya digunakan sebagai sumber pemompaan untuk amplifikasi optik atau tautan optik jarak pendek.

Selain itu, masih ada banyak sekali penggunaan dioda laser yang lainnya, yaitu sebagai berikut ini:

  • CD/VCD/DVD/Blu-ray Player
  • Konsol Games
  • Laser Pointer
  • Barcode Scanner
  • Sistem Fiber Optik
  • Laser Printer
  • Alat Ukur Jarak
  • Remote Control
  • dan lain sebagainya.

Konstruksi Dioda Laser

konstruksi dioda laser

Dioda laser menggunakan gallium arsenide yang telah didoping oleh banyak unsur. Adapun unsur-unsur yang mendoping gallium arsenide adalah silikon, alumunium, dan selenium. Hal ini bertujuan untuk dapat menghasilkan semikonduktor tipe N dan tipe P.

Supaya dioda laser mampu menciptakan dioda PIN (tipe-P, tipe-Intrinsik, dan tipe-N), maka komponen dioda tersebut harus dilapisi dengan lapisan aktif yang memiliki ukuran ketebalan hanya beberapa nanometer dari galium arsenide.

Jika sudah dilapisi oleh lapisan aktif, selanjutnya dioda laser akan dilapisi dengan lapisan P dan lapisan N secara aktif sehingga bisa menghasilkan dioda PIN. Nah, pada dioda PIN inilah nantinya sinar laser akan keluar.

Cara Kerja Dioda Laser

cara kerja dioda laser

Amplifikasi Dan Inversi Populasi

Kontrol Dioda Laser

Skema Rangkaian Dioda Laser


Simbol dioda laser yang biasa digunakan pada skema rangkaian adalah sebagaimana gambar di atas. Kadang dilengkapi dengan garis lingkaran yang mengelilingi dioda. Pemasangan dioda pada rangkaian adalah sama dengan dioda penyearah, yaitu kaki anoda (A) disambung ke positif, dan kaki katoda disambung ke negatif (C).

Skema di atas adalah prinsip dasar sirkuit laser dioda (LD). Baterai (B) biasanya 4,5 volt atau tergantung spesifikasi dioda.

Foto di atas adalah laser dioda dengan 3 kaki, Biasanya kaki yang tengah adalah bodi, digunakan untuk memperkuat pemasangan (mounting). Koneksi pin bisa berbeda tergantung pabrikan.

Gantungan kunci dengan senter LED dan pointer dioda laser.

Foto di atas menunjukkan semua komponen laser pointer kecil setelah pembongkaran dengan menarik penutup depan. Kemudian semua komponen dapat ditarik keluar dari ujung depan dengan mudah. Ada dua tombol ditunjuk oleh panah merah. Tombol-tombol itu perlu ditekan ketika mengeluarkan komponen elektronik.

Foto di atas adalah laser module sinar merah daya 5 milli watt 5 volt.

Foto di atas adalah kotak laser pointer FGH-303, tegangan 3.7 volt dan daya kurang dari 2000 mW panjang gelombang 532 nm (hijau). Dengan daya besar ini dapat menyalakan kepala korek api dari jarak sekitar 7 cm.

Laser hijau ini

Jika lensa dijauhkan dari dioda laser, maka titik fokusnya berada sekitar 8 cm dan menjadi lebih panas. Selanjutnya sinar akan lebih menyebar mirip senter, tidak lurus.

Jenis-jenis Dioda Laser dan Cara Kerjanya

Dioda laser pada umumnya hampir sama dengan lampu LED yang bisa mengkonversi energi lisrik menjadi energi cahaya. Namun jenis dioda yang satu ini bisa menghasilkan cahaya atau Beam dengan intensitas yang jauh lebih tinggi. Adapun struktur dioda laser (laser dioda) adalah sebagai berikut:

Jenis Dioda Laser Cara Kerjanya

Dilihat berdasarkan cara kerjanya, komponen dioda laser dapat dibedakan menjadi dua macam jenis, yaitu ILD (Injection Laser Diode) dan Optically Pumped Semiconductor Laser. Berikut ini adalah penjelasan mengenai cara kerja kedua jenis dioda laser tersebut:

  • Injection Laser Diode (ILD)

Injection Laser Diode ini memiliki cara kerja yang hampir sama dengan LED (Ligh Emitting Diode). Bahkan  pembuatan kedua komponen ini menggunakan proses dan teknologi yang hampir sama.

Namun perbedaan yang paling terlihat pada jenis dioda ini adalah adanya suatu saluran atau kanal panjang yang cukup sempit dengan bagian ujung yang reflektif. Kanal ini memiliki fungsi untuk menuntun gelombang pada cahaya. Biasanya kanal ini disebut dengan Waveguide.

Dalam proses pengoperasiannya, arus akan mengalir melalui simpangan PN (PN Junction) sehingga akan menghasilkan cahaya atau sinar pada LED (Light Emitting Diode). Sementara untuk pancaran fotonya (Photon) diakibatkan oleh elekton dan lubang (Holes) yang bergabung kembali di sekitar persimpangan PN.

Akan tetapi, cahaya ini nantinya hanya dibatasi pada waveguide (penuntun cahaya) pada komponen dioda itu sendiri. Pada Waveguide, cahaya laser akan direfleksikan yang kemudian diperkuat kembali. Dengan demikian akan menghasilkan terstimulasi sebelum dipancar keluar.

  • Optically Pumped Semiconductor Laser

OPSL adalah singkatan dari Optically Pumped Semiconductor Laser, dimana jenis dioda laser ini biasa menggunakan chip semikonduktor III-V sebagai dasarnya. Chip semikonduktor tersebut nantinya akan berfungsi sebagai media penguat optik.

Sedangkan dioda laser yang ada didalamnya memiliki fungsi sebagai sumber pompa.  Ada banyak sekali kelebihan yang dimiliki oleh dioda jenis Optically Pumped Semiconductor Laser ini, khususnya dalam pemilihan panjang (wavelength) serta mengurangi gangguan dari struktur elektroda internal.

Baca juga: Pengertian Dan Cara Kerja Dioda Zener

Harap gunakan dioda laser dengan bijaksana. Jangan diarahkan ke mata secara langsung maupun pantulannya, karena bisa membuat kerusakan permanen pada mata. Jangan diarahkan ke kendaraan. Jangan diarahkan ke langit, karena cahaya laser daya rendah dapat terlihat dan menjangkau jarak beberapa kilometer yang dapat mengganggu penerbangan.

Itulah sedikit pembahasan yang dapat kami sampaikan mengenai dioda laser. Semoga artikel yang mengulas tentang salah satu jenis dioda ini bisa memberikan manfaat atau setidaknya dapat menambah sedikit wawasan pembaca semua.

Leave a Comment