Laserové infračervené diódy — zariadenie a aplikácia

Vývoj technológie infračervených diód trval viac ako desaťročie a napokon sa vďaka vývoju viacprechodových dvojitých heteroštruktúr v systéme GaAlAs podarilo dosiahnuť výrazný a teda technologicky sľubný nárast kvantového výťažku. infračervené diódy.

Dosiahnutie úspechu v tejto oblasti je spôsobené takmer 100% internou kvantovou účinnosťou, efektom „elektronického zadržania“ v aktívnej oblasti a efektom „multinosičov“. Je to spôsobené efektom „viacnásobného kríženia“ nasmerovaného na spodnú stranu kryštálu a odrazeného od bočnej a vrchnej strany, to znamená, že viaceré odrazené fotóny bez toho, aby boli absorbované v aktívnej oblasti, teraz prispievajú k výstupnému žiareniu. .

Príkladom toho je závod „Voskhod“, vyrábaný v závode Kaluga, multikonfliktné dvojité heteroštruktúry typu ESAGA-140 s aktívnou oblasťou typu p s hrúbkou 2 μm, dotované Ge a Zn, emitujúce oblasti obsahujúce 30 % AlAs, a pasívnu oblasť obsahujúcu od 15 do 30 % AlAs. Celková hrúbka takejto heteroštruktúry je 130-170 μm.Horná vrstva konštrukcie má vodivosť typu n. Charakteristické vlnové dĺžky pre tieto štruktúry pri maxime emitovaného spektra sú 805, 870 a 940 nm.

Dnes sú infračervené diódy široko používané v televíznych systémoch s elektro-optickým prevodníkom a v zariadeniach s nábojovou väzbou, vo video monitorovacích systémoch, infračervenom osvetlení, diaľkovom ovládaní, optickej komunikácii, ako aj v lekárskych zariadeniach.

Na priamu tvorbu lasery Na základe dvojitej heteroštruktúry sa často používajú arzenid hlinito-gálium AlGaAs aj gálium-arzenid GaAs a diódy vyrobené touto technológiou sa nazývajú diódy s dvojitou heteroštruktúrou... Výhodou takýchto laserov je, že aktívna oblasť (tzv. oblasť existencie dier a elektrónov) je obsiahnutá v tenkej vrstve média, a preto oveľa viac párov elektrón-diera poskytuje zosilnenie, to znamená, že žiarenie je zosilnené čo najefektívnejšie.

Infračervené laserové diódy s vlnovými dĺžkami od 780 do 1770 nm a výkonmi od 5 do 150 mW, dnes bežne dostupné na trhu, nachádzajú uplatnenie nielen v CD a DVD prehrávačoch. Jednomódové infračervené laserové diódy ako zdroje monochromatického koherentného žiarenia sú použiteľné v systémoch optického prenosu dát, riadiacich a meracích zariadeniach, medicínskej technike, bezpečnostných a čerpacích systémoch. pevnolátkové lasery.

Dôležitým rozlišovacím znakom infračerveného žiarenia je jeho „neviditeľnosť“. Vďaka infračervenému laseru možno získať neviditeľný bod, ktorý je však možné pozorovať prístrojom nočného videnia.

Táto vlastnosť infračervených laserov je spôsobená aj ich pomerne širokým využitím vo vojenských oblastiach, keďže prácu s laserovými navádzacími systémami je teraz ľahšie ukryť pred nepriateľom. Samotný vysielač je možné umiestniť aj na lietadle, dokonca aj na zemi a zároveň zabezpečiť vysokú presnosť zásahu rakiet a „inteligentných“ bômb, ktoré sú navádzané infračerveným bodom odrazeným od cieľa.