Что такое инфракрасный лазерный диод?

Инфракрасный лазерный диод - это электронный компонент, который преобразует электрический ток в электромагнитное излучение; это излучает длину волны между видимым светом и микроволновым излучением. Эти устройства обеспечивают свет, используемый для накачки твердотельных лазеров в волоконно-оптических сетях, научного спектрального анализа, обработки материалов и многих других применений. Диапазон лазерных диодов колеблется от одного милливатта (мВт) до 10 мВт, или они представляют собой твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSS) мощностью несколько киловатт (кВт).

Эти компоненты характеризуются высоким выходом мощности при низких рабочих токах и конфигурации с несколькими пучками. Используя полупроводниковый материал в качестве отражающих торцевых граней, фотоны, стимулируемые непрерывным отражением, сталкиваются с атомами, генерируя мощный выброс большего количества фотонов. Это создает интенсивные световые лучи, которые могут быть направлены через коллимирующий или выпрямляющий луч линзовый или инфракрасный (ИК) фильтр. Приложения включают проигрыватели дисков, компьютерные диски и сети связи.

Другое применение инфракрасного лазерного диода заключается в использовании оптических линий связи в свободном пространстве, которые по существу представляют собой оптические передачи, проходящие через открытый воздух. При скорости передачи около 4 гигабит в секунду (Гбит / с) это может обеспечить недорогую альтернативу для обслуживания телекоммуникаций в областях, где копание волоконно-оптической инфраструктуры является непомерно дорогостоящим. Однако на такие места влияют атмосферные условия и рассеивание лучей. Длины волн около 1330 нм (нм) обеспечивают наименьшую дисперсию, а 1550 нм - лучшую передачу. Инфракрасный передатчик может использовать инфракрасные лазерные диоды или светодиоды (LED) и обычно работает в температурном диапазоне от -10 ° до 60 ° C по сравнению с видимыми диодами при температуре от -10 ° до 50 ° C.

Диоды - это небольшие электронные устройства, которые излучают энергию света, пропуская ток через полупроводник, как в светодиодах. Когда атомы попадают в промежутки в материале, они излучают небольшое количество энергии в виде легкой частицы или фотона. Результирующее свечение может быть модулировано на различных длинах волн или цветах света посредством конфигурации зазоров и направлено через линзы и фильтры для изменения интенсивности. Инфракрасный (ИК) - это часть электромагнитного (ЭМ) диапазона выше радиоволн и прямо под радужно-красным цветом, невидимая невооруженным глазом. Это тепловое излучение, улавливаемое приборами ночного видения и тепловизорами.

ИК излучение стимулируется тепловым перемешиванием, когда излучение ударяется о объект. Этот тип излучения движется по прямой линии как свет, а не как тепловая конвекция или электрическая проводимость. Инфракрасный лазерный диод усиливает этот невидимый свет, обеспечивая быструю цифровую передачу во всем, от камер до ракетных систем.

Инфракрасные лазеры с диодной накачкой используются для гравировки металла и конструирования печатных плат. Длинноволновые ИК-лазеры менее подвержены влиянию атмосферных условий, чем коротковолновые ИК-излучение, и поэтому чаще используются в коммуникациях. Инфракрасная лазерная диодная технология используется в хирургии и в ракетных системах обнаружения цели в военных применениях. Он используется для обнаружения газа и позволяет настольной компьютерной мыши отслеживать поверхности с 20-кратным разрешением светодиодной визуализации. Лазерные прицелы на орудиях используют инфракрасные лазерные диоды для создания невидимой точки прицеливания, которая будет обнаружена с помощью приборов ночного видения.

Свет, излучаемый инфракрасным лазерным диодом, опасен для прямого просмотра. Человеческий глаз не имеет тепловых рецепторов, чтобы предупредить нервную систему от опасного жжения. Чувствительная к инфракрасному излучению камера или люминофорная пластина могут помочь в определении оптического пути инфракрасного лазера. В то время как некоторые лазеры направляют свои коллимированные лучи через инфракрасные фильтры, чтобы устранить этот риск, производственные процессы иногда приводят к неисправности или отсутствию ИК-фильтров; таким образом, безопаснее просто избегать прямого попадания в глаза всех лазерных лучей.