Υπέρυθρες δίοδοι λέιζερ — συσκευή και εφαρμογή
Η ανάπτυξη της τεχνολογίας υπέρυθρων διόδων διήρκεσε περισσότερο από μια δεκαετία και τελικά, χάρη στην ανάπτυξη διπλών ετεροδομών πολλαπλών συνδέσεων στο σύστημα GaAlAs, επιτεύχθηκε μια σημαντική και ως εκ τούτου υποσχόμενη τεχνολογικά αύξηση στην κβαντική απόδοση. υπέρυθρες δίοδοι.
Η επιτυχία σε αυτόν τον τομέα οφείλεται στην σχεδόν 100% εσωτερική κβαντική απόδοση, στο φαινόμενο «ηλεκτρονικού περιορισμού» στην ενεργό περιοχή και στο φαινόμενο «πολυφορέα». Αυτό οφείλεται στο φαινόμενο της «πολλαπλής διασταύρωσης» που κατευθύνεται προς την κάτω πλευρά του κρυστάλλου και ανακλάται από την πλάγια και την επάνω πλευρά, δηλαδή τα πολλαπλά ανακλώμενα φωτόνια, χωρίς να απορροφώνται στην ενεργό περιοχή, συμβάλλουν τώρα στην ακτινοβολία εξόδου. .
Ένα παράδειγμα αυτού είναι το εργοστάσιο "Voskhod", που παράγεται στο εργοστάσιο της Καλούγκα με διπλές ετεροδομές πολλαπλής σύγκρουσης τύπου ESAGA-140 με ενεργή περιοχή τύπου p πάχους 2 μm, εμποτισμένη με Ge και Zn, περιοχές εκπομπής που περιέχουν 30% AlAs, και μια παθητική περιοχή που περιέχει από 15 έως 30% AlAs. Το συνολικό πάχος μιας τέτοιας ετεροδομής είναι 130-170 μm.Το ανώτερο στρώμα της δομής έχει αγωγιμότητα τύπου n. Τα χαρακτηριστικά μήκη κύματος για αυτές τις δομές στο μέγιστο του εκπεμπόμενου φάσματος είναι 805, 870 και 940 nm.
Σήμερα, οι υπέρυθρες δίοδοι χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα τηλεόρασης με ηλεκτρο-οπτικό μετατροπέα και σε συσκευές φόρτισης, σε συστήματα παρακολούθησης βίντεο, υπέρυθρο φωτισμό, τηλεχειριστήριο, οπτική επικοινωνία, καθώς και σε ιατρικό εξοπλισμό.
Για να δημιουργήσετε απευθείας λέιζερ Με βάση μια διπλή ετεροδομή, χρησιμοποιούνται συχνά τόσο AlGaAs αρσενιδίου αλουμινίου-γαλλίου όσο και GaAs γαλλίου-αρσενιδίου, και οι δίοδοι που παράγονται από αυτή την τεχνολογία ονομάζονται δίοδοι με διπλή ετεροδομή... Το πλεονέκτημα τέτοιων λέιζερ είναι ότι η ενεργή περιοχή (η περιοχή ύπαρξης οπών και ηλεκτρονίων) περιέχεται σε ένα λεπτό μεσαίο στρώμα και επομένως πολλά περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών παρέχουν ενίσχυση, δηλαδή η ακτινοβολία ενισχύεται όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.
Οι υπέρυθρες δίοδοι λέιζερ με μήκη κύματος από 780 έως 1770 nm και ισχύς από 5 έως 150 mW, ευρέως διαθέσιμες στην αγορά σήμερα, χρησιμοποιούνται όχι μόνο σε συσκευές αναπαραγωγής CD και DVD. Οι δίοδοι υπέρυθρων λέιζερ μονής λειτουργίας, ως πηγές μονοχρωματικής συνεκτικής ακτινοβολίας, ισχύουν για συστήματα οπτικής μετάδοσης δεδομένων, εξοπλισμό ελέγχου και μέτρησης, ιατρική τεχνολογία, συστήματα ασφάλειας και άντλησης λέιζερ στερεάς κατάστασης.
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό γνώρισμα της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι η «αόρατη» της. Χάρη στο υπέρυθρο λέιζερ μπορεί να επιτευχθεί ένα αόρατο σημείο, το οποίο όμως μπορεί να παρατηρηθεί με συσκευή νυχτερινής όρασης.
Αυτή η ιδιότητα των υπέρυθρων λέιζερ οφείλεται επίσης στη μάλλον ευρεία χρήση τους σε στρατιωτικά πεδία, καθώς η εργασία με συστήματα καθοδήγησης λέιζερ είναι πλέον ευκολότερο να κρυφτεί από τον εχθρό. Ο ίδιος ο πομπός μπορεί να βρίσκεται ακόμη και σε αεροσκάφος, ακόμη και στο έδαφος, και ταυτόχρονα να εξασφαλίζει υψηλή ακρίβεια στο χτύπημα πυραύλων και «έξυπνων» βομβών, που καθοδηγούνται από το υπέρυθρο σημείο που ανακλάται από τον στόχο.