O que é um diodo laser infravermelho?
Um diodo laser infravermelho é um componente eletrônico que converte corrente elétrica em radiação eletromagnética; isso emite um comprimento de onda entre a luz visível e a radiação de microondas. Esses dispositivos fornecem luz usada para bombeamento a laser em estado sólido em redes de fibra óptica, análise espectral científica, processamento de materiais e vários outros usos. Os diodos a laser variam de um miliwatt (mW) a 10 mW, ou são dispostos como lasers de estado sólido bombeado por diodo (DPSS) de vários quilowatts (kW).
Esses componentes apresentam um alto rendimento de energia devido a baixas correntes de operação e configuração de feixes múltiplos. Usando material semicondutor como facetas finais reflexivas, os fótons estimulados pela reflexão contínua colidem com átomos para gerar a poderosa liberação de mais fótons. Isso cria raios de luz intensos que podem ser direcionados através de um filtro de colimação ou endireitamento de raios, lente ou infravermelho (IR). Os aplicativos incluem players de disco, unidades de computador e redes de comunicação.
Outra aplicação para o diodo laser infravermelho está no uso de links de comunicação óptica de espaço livre, que são essencialmente transmissões ópticas que passam pelo ar livre. Com taxas de transmissão em torno de 4 gigabits por segundo (Gb / s), isso pode fornecer uma alternativa barata para atender às telecomunicações em áreas onde a infraestrutura de fibra óptica de exploração é proibitiva em termos de custos. Entretanto, as condições atmosféricas e as dispersões dos feixes afetam esses posicionamentos. Comprimentos de onda em torno de 1.330 nanômetros (nm) fornecem a menor dispersão, enquanto 1.550 nm permitem as melhores transmissões. Um transmissor de infravermelho pode usar diodos de laser IR ou diodos emissores de luz (LED) e normalmente opera em faixas de temperatura de -10 ° a 60 ° C, em comparação com diodos visíveis de -10 ° a 50 ° C.
Diodos são pequenos dispositivos eletrônicos que emitem energia luminosa passando uma corrente sobre um semicondutor, como nos diodos emissores de luz. À medida que os átomos caem em lacunas no material, eles emitem uma pequena quantidade de energia na forma de uma partícula de luz, ou fóton. O brilho resultante pode ser modulado em diferentes comprimentos de onda ou cores da luz pela configuração das lacunas e direcionado através de lentes e filtros para modificar a intensidade. Infravermelho (IR) é a parte da banda eletromagnética (EM) mais alta que as ondas de rádio e logo abaixo do arco-íris vermelho, invisível a olho nu. É a radiação de calor capturada por dispositivos de visão noturna e imagem térmica.
A radiação infravermelha é estimulada pela agitação térmica quando a radiação atinge um objeto. Esse tipo de radiação se move em linha reta como luz, não como convecção térmica ou condução elétrica. Um diodo laser infravermelho intensifica essa luz não visível para fornecer transmissões digitais rápidas em tudo, desde câmeras a sistemas de mísseis.
Lasers infravermelhos bombeados por diodo são empregados para gravar metais e construir placas de circuito. Os lasers infravermelhos de ondas longas são menos afetados pelas condições atmosféricas do que os infravermelhos de ondas curtas e, portanto, são mais frequentemente empregados em comunicações. A tecnologia de diodo laser infravermelho é usada em sistemas de mísseis para cirurgia e aquisição de alvos em aplicações militares. Ele é usado para detectar gás e permite que um mouse de computador de mesa rastreie superfícies com uma resolução 20 vezes maior que a resolução de imagens de LED. As miras a laser nas armas usam diodos laser IR para gerar um ponto de mira invisível a ser detectado usando dispositivos de visão noturna.
A luz emitida por um diodo laser infravermelho é perigosa para visualização direta. O olho humano não possui receptores de calor para alertar o sistema nervoso de exposição ao perigoso efeito de queima. Uma câmera sensível ao infravermelho ou uma placa de fósforo pode ajudar a determinar o caminho óptico de um laser infravermelho. Enquanto alguns lasers direcionam seus feixes colimados através de filtros infravermelhos para eliminar esse risco, os processos de fabricação às vezes resultam em filtros infravermelhos com defeito ou ausentes; portanto, é mais seguro simplesmente evitar a exposição direta dos olhos a todos os raios laser.