Kaj je infrardeča laserska dioda?

Infrardeča laserska dioda je elektronska komponenta, ki pretvarja električni tok v elektromagnetno sevanje; ta oddaja valovno dolžino med vidno svetlobo in mikrovalovnim sevanjem. Te naprave zagotavljajo svetlobo, ki se uporablja za polprevodniško lasersko črpanje v omrežjih z optičnimi vlakni, znanstveno spektralno analizo, obdelavo materialov in številne druge uporabe. Laserske diode se gibljejo od enega miliwata (mW) do 10 mW ali pa so razporejene kot laserji v trdnem stanju (DPSS) z diodno črpalko z več kilovatov (kW).

Te komponente odlikujejo visok izkoristek moči zaradi nizkih obratovalnih tokov in konfiguracije več žarkov. Z uporabo polprevodniškega materiala kot odsevne končne ploskve fotoni, ki jih stimulira neprekinjena refleksija, trčijo v atome, da ustvarijo močno sproščanje več fotonov. To ustvarja intenzivne svetlobne žarke, ki se lahko usmerijo skozi kolimirajoče ali ravnajoče leče ali infrardeči (IR) filter. Aplikacije vključujejo predvajalnike diskov, računalniške pogone in komunikacijska omrežja.

Druga uporaba infrardeče laserske diode je uporaba optičnih komunikacijskih povezav prostega prostora, ki so v bistvu optični prenosi, ki potekajo na prostem. S hitrostjo prenosa okoli 4 gigabitov na sekundo (Gb/s) je to lahko poceni alternativa za servisiranje telekomunikacij na območjih, kjer je kopanje infrastrukture iz optičnih vlaken stroškovno previsoko. Atmosferske razmere in disperzije žarka pa vplivajo na takšne umestitve. Valovne dolžine okoli 1,330 nanometrov (nm) zagotavljajo najmanjšo disperzijo, 1,550 nm pa najboljši prenos. Infrardeči oddajnik lahko uporablja IR laserske diode ali svetleče diode (LED) in običajno deluje v temperaturnem območju od -10° do 60°C, v primerjavi z vidnimi diodami pri -10° do 50°C.

Diode so majhne elektronske naprave, ki oddajajo svetlobno energijo tako, da prehajajo tok preko polprevodnika, kot pri svetlečih diodah. Ko atomi padejo v vrzeli v materialu, oddajajo majhno količino energije v obliki svetlobnega delca ali fotona. Nastali sijaj lahko moduliramo v različnih valovnih dolžinah ali barvah svetlobe s konfiguracijo vrzeli in usmerimo skozi leče in filtre, da spremenimo intenzivnost. Infrardeči (IR) je del elektromagnetnega (EM) pasu, ki je višji od radijskih valov in je tik pod mavrično rdečo, neviden s prostim očesom. Gre za toplotno sevanje, ki ga zajamejo naprave za nočni vid in toplotno slikanje.

IR sevanje se stimulira s toplotnim vznemirjenjem, ko sevanje udari v predmet. Ta vrsta sevanja se giblje v ravni črti kot svetloba, ne kot toplotna konvekcija ali električna prevodnost. Infrardeča laserska dioda okrepi to nevidno svetlobo za hiter digitalni prenos v vsem, od kamer do raketnih sistemov.

Infrardeči laserji z diodnim črpanjem se uporabljajo za graviranje kovine in izdelavo vezij. Na dolgovalovne IR laserje atmosferske razmere manj vplivajo kot na kratkovalovne IR laserje, zato se pogosteje uporabljajo v komunikacijah. Tehnologija infrardeče laserske diode se uporablja v kirurgiji in raketnih sistemih za zaznavanje ciljev v vojaških aplikacijah. Uporablja se za zaznavanje plina in omogoča miški namiznega računalnika, da sledi površinam z 20-kratno ločljivostjo slike LED. Laserski ciljniki na puškah uporabljajo IR laserske diode za ustvarjanje nevidne ciljne točke, ki jo je treba zaznati z napravami za nočno opazovanje.
Svetloba, ki jo oddaja infrardeča laserska dioda, je nevarna za neposredno gledanje. Človeško oko nima toplotnih receptorjev, ki bi opozorili živčni sistem na izpostavljenost nevarnemu pekočemu učinku. Infrardeča občutljiva kamera ali fosforjeva plošča lahko pomaga pri določanju optične poti IR laserja. Medtem ko nekateri laserji usmerjajo svoje kolimirane žarke skozi infrardeče filtre, da bi odpravili to tveganje, proizvodni procesi včasih povzročijo napačne ali manjkajoče IR filtre; zato se je varneje preprosto izogniti neposredni izpostavljenosti oči vsem laserskim žarkom.