Hva er en infrarød laserdiode?
En infrarød laserdiode er en elektronisk komponent som konverterer elektrisk strøm til elektromagnetisk stråling; dette avgir en bølgelengde mellom synlig lys og mikrobølgestråling. Disse enhetene gir lys som brukes til faststoff-laserpumping i optiske fibernettverk, vitenskapelig spektralanalyse, materialbehandling og en rekke andre anvendelser. Laserdioder varierer fra enkelt milliwatt (mW) til 10 mW, eller er anordnet som diodepumpet solid state (DPSS) lasere på flere kilowatt (kW).
Disse komponentene har et høyt kraftutbytte fra lave driftsstrømmer og konfigurasjon med flere stråler. Ved å bruke halvledende materiale som reflekterende endefasetter, kollonerer fotoner stimulert av kontinuerlig refleksjon med atomer for å generere kraftig frigjøring av flere fotoner. Dette skaper intense lysstråler som kan rettes gjennom et kollimerende, eller stråleretterende, linse eller infrarødt (IR) filter. Bruksområder inkluderer plateavspillere, datamaskinstasjoner og kommunikasjonsnettverk.
En annen applikasjon for den infrarøde laserdioden er bruk av optiske kommunikasjonslenker med ledig plass, som i hovedsak er optiske sendinger som passerer gjennom friluft. Med overføringshastigheter på rundt 4 gigabit per sekund (Gb / s), kan dette gi et billig alternativ for service på telekommunikasjon i områder der graving av optisk fiberinfrastruktur er uoverkommelig. Atmosfæriske forhold og stråledispersjoner påvirker imidlertid slike plasseringer. Bølgelengder rundt 1.330 nanometer (nm) gir minst spredning, mens 1.550 nm tillater de beste sendinger. En infrarød sender kan bruke 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 enheter som avgir lysenergi ved å føre en strøm over en halvleder, som i lysemitterende dioder. Når atomene faller i hull i materialet, avgir de en liten mengde energi i form av en lyspartikkel, eller foton. Den resulterende glød kan moduleres i forskjellige bølgelengder eller farger i lys ved å konfigurere hullene, og ledes gjennom linser og filtre for å endre intensitet. Infrarød (IR) er den delen av det elektromagnetiske (EM) båndet som er høyere enn radiobølger og like under regnbueød, usynlig for det blotte øye. Det er varmestrålingen som fanges opp av nattsyn og termiske bildeapparater.
IR-stråling stimuleres av termisk agitasjon når stråling slår mot et objekt. Denne typen stråling beveger seg i en rett linje som lys, ikke som termisk konveksjon eller elektrisk ledning. En infrarød laserdiode forsterker dette usynlige lyset for å levere raske digitale overføringer i alt fra kameraer til missilsystemer.
Diode-pumpede infrarøde lasere brukes til å gravere metall og konstruere kretskort. Langbølget IR-lasere påvirkes mindre av atmosfæriske forhold enn kortbølget IR, og blir derfor oftere brukt i kommunikasjon. Infrarød laserdiodeteknologi brukes i kirurgi og målinnsamling missilsystemer i militære applikasjoner. Den brukes til å oppdage gass, og den gjør det mulig for en stasjonær mus å spore overflater med 20 ganger oppløsningen av LED-avbildning. Lasersikter på kanoner bruker IR-laserdioder for å generere en usynlig målrengjøringsprikk som skal oppdages ved hjelp av nattsynsenheter.
Lys som sendes ut fra en infrarød laserdiode er farlig for direkte visning. Det menneskelige øyet har ingen varmemottakere som kan advare nervesystemet om eksponering for den farlige brennende effekten. Et infrarødt sensitivt kamera eller fosforplate kan hjelpe til med å bestemme den optiske banen til en IR-laser. Mens noen lasere dirigerer de kollimerte bjelkene deres gjennom infrarøde filtre for å eliminere denne risikoen, resulterer noen ganger i produksjonsprosesser i defekte eller manglende IR-filtre. Derfor er det tryggere å bare unngå direkte øyeksponering for alle laserstråler.