Hvad er en infrarød laserdiode?
En infrarød laserdiode er en elektronisk komponent, der konverterer elektrisk strøm til elektromagnetisk stråling; dette udsender en bølgelængde mellem synligt lys og mikrobølgestråling. Disse enheder tilvejebringer lys, der bruges til faststof-laserpumping i optiske fibernetværk, videnskabelig spektralanalyse, materialebehandling og adskillige andre anvendelser. Laserdioder spænder fra enkelt milliwatt (mW) til 10 mW, eller er opstillet som diodepumpet fast tilstand (DPSS) lasere på flere kilowatt (kW).
Disse komponenter har et højt strømudbytte fra lave driftsstrømme og konfiguration med flere stråler. Ved hjælp af halvledende materiale som reflekterende endefasetter kollonerer fotoner, der stimuleres ved kontinuerlig reflektion, med atomer for at generere den kraftige frigivelse af flere fotoner. Dette skaber intense lysstråler, der kan ledes gennem et kollimerende, eller strålejusterende, linse eller infrarødt (IR) filter. Ansøgninger inkluderer diskafspillere, computerdrev og kommunikationsnetværk.
En anden anvendelse til den infrarøde laserdiode er i brugen af optiske kommunikationsforbindelser med fri plads, som i det væsentlige er optiske transmissioner, der passerer gennem den fri luft. Med transmissionshastigheder på omkring 4 gigabits pr. Sekund (Gb / s) kan dette give et billigt alternativ til service af telekommunikation i områder, hvor graving af optisk fiberinfrastruktur er omkostningsforbudende. Atmosfæriske forhold og stråledispersioner påvirker imidlertid sådanne placeringer. Bølgelængder omkring 1.330 nanometer (nm) giver mindst mulig spredning, mens 1.550 nm tillader de bedste transmissioner. En infrarød sender kan bruge IR-laserdioder eller lysemitterende dioder (LED) og fungerer normalt i temperaturområder fra -10 til 60 ° C sammenlignet med synlige dioder ved -10 ° til 50 ° C.
Dioder er små elektroniske enheder, der udsender lysenergi ved at føre en strøm over en halvleder, som i lysemitterende dioder. Når atomerne falder ind i huller i materialet, udsender de en lille mængde energi i form af en lyspartikel eller foton. Den resulterende glød kan moduleres i forskellige bølgelængder eller farver i lys ved konfiguration af hullerne og ledes gennem linser og filtre for at ændre intensiteten. Infrarød (IR) er den del af det elektromagnetiske (EM) bånd, der er højere end radiobølger og lige under regnbuerød, usynlig for det blotte øje. Det er den varmestråling, der er fanget af nattesyn og termiske billedapparater.
IR-stråling stimuleres af termisk omrøring, når stråling rammer et objekt. Denne type stråling bevæger sig i en lige linje som lys, ikke som termisk konvektion eller elektrisk ledning. En infrarød laserdiode intensiverer dette ikke-synlige lys til at levere hurtige digitale transmissioner i alt fra kameraer til missilsystemer.
Diode-pumpede infrarøde lasere anvendes til at gravere metal og konstruere kredsløbskort. Langbølget IR-lasere påvirkes mindre af atmosfæriske forhold end kortbølget IR, og de anvendes derfor oftere i kommunikation. Infrarød laserdiodeteknologi bruges i kirurgi og missilsystemer til målopkøb i militære applikationer. Det bruges til at registrere gas, og det tillader en stationær computermus at spore overflader med 20 gange opløsningen af LED-billeddannelse. Lasersigter på kanoner bruger IR-laserdioder til at generere et usynligt målprik, der skal detekteres ved hjælp af nattsynsenheder.
Lys, der udsendes fra en infrarød laserdiode, er farligt for direkte visning. Det menneskelige øje har ingen varmeceptorer, der advarer nervesystemet om udsættelse for den farlige brændende virkning. Et infrarødt følsomt kamera eller en fosforplade kan hjælpe med at bestemme den optiske sti til en IR-laser. Mens nogle lasere dirigerer deres kollimerede bjælker gennem infrarøde filtre for at eliminere denne risiko, resulterer fremstillingsprocesser undertiden i defekte eller manglende IR-filtre; det er således sikrere at blot undgå direkte eksponering af øjne for alle laserstråler.