Laser-infrarooddioden - apparaat en toepassing

De ontwikkeling van infrarooddiodetechnologie duurde meer dan een decennium en uiteindelijk werd dankzij de ontwikkeling van multi-junction dubbele heterostructuren in het GaAlAs-systeem een ​​significante en daarom technologisch veelbelovende toename van de kwantumopbrengst bereikt. infrarood diodes.

Het succes op dit gebied is te danken aan de bijna 100% interne kwantumefficiëntie, het "elektronische opsluiting"-effect in het actieve gebied en het "multicarrier"-effect. Dit komt door het effect van «meervoudige kruising» gericht naar de onderkant van het kristal en gereflecteerd vanaf de zijkant en bovenkant, dat wil zeggen, de meervoudig gereflecteerde fotonen, zonder te worden geabsorbeerd in het actieve gebied, dragen nu bij aan de uitgangsstraling .

Een voorbeeld hiervan is de "Voskhod" -fabriek, geproduceerd in de Kaluga-fabriek multi-conflict dubbele heterostructuren van het type ESAGA-140 met een p-type actief gebied van 2 μm dik, gedoteerd met Ge en Zn, uitzendende gebieden die 30% AlAs bevatten, en een passief gebied dat 15 tot 30% AlAs bevat. De totale dikte van zo'n heterostructuur is 130-170 μm.De bovenste laag van de structuur heeft n-type geleidbaarheid. De karakteristieke golflengten voor deze structuren bij het maximum van het uitgezonden spectrum zijn 805, 870 en 940 nm.

Tegenwoordig worden infrarooddioden veel gebruikt in televisiesystemen met een elektro-optische omzetter en in ladingsgekoppelde apparaten, in videobewakingssystemen, infraroodverlichting, afstandsbediening, optische communicatie en in medische apparatuur.

Om direct te creëren lasers Gebaseerd op een dubbele heterostructuur, worden zowel aluminium-galliumarsenide AlGaAs als gallium-arsenide GaAs vaak gebruikt, en de diodes die door deze technologie worden geproduceerd, worden diodes met een dubbele heterostructuur genoemd... Het voordeel van dergelijke lasers is dat het actieve gebied (de bestaansgebied van gaten en elektronen) zit in een dunne mediumlaag en daarom zorgen veel meer elektron-gatparen voor versterking, dat wil zeggen dat de straling zo efficiënt mogelijk wordt versterkt.

Infraroodlaserdiodes met golflengten van 780 tot 1770 nm en vermogens van 5 tot 150 mW, die tegenwoordig overal op de markt verkrijgbaar zijn, worden niet alleen in cd- en dvd-spelers gebruikt. Single-mode infrarood laserdiodes, als bronnen van monochromatische coherente straling, zijn toepasbaar in optische datatransmissiesystemen, besturings- en meetapparatuur, medische technologie, beveiligings- en pompsystemen lasers in vaste toestand.

Een belangrijk onderscheidend kenmerk van infraroodstraling is de "onzichtbaarheid". Dankzij de infraroodlaser kan een onzichtbare plek worden verkregen, die echter met een nachtkijker kan worden waargenomen.

Deze eigenschap van infraroodlasers is ook te danken aan hun vrij brede gebruik op militair gebied, omdat het werken met lasergeleidingssystemen nu gemakkelijker te verbergen is voor de vijand. De zender zelf kan zelfs in een vliegtuig, zelfs op de grond, worden geplaatst en tegelijkertijd zorgen voor een hoge nauwkeurigheid bij het raken van raketten en "slimme" bommen, die worden geleid door de infraroodvlek die wordt weerkaatst door het doelwit.