En infraröd laserdiod är en elektronisk komponent som omvandlar elektrisk ström till elektromagnetisk strålning; detta avger en våglängd mellan synligt ljus och mikrovågsstrålning. Dessa enheter ger ljus som används för halvledarlaserpumpning i optiska fibernätverk, vetenskaplig spektralanalys, materialbearbetning och många andra användningsområden. Laserdioder sträcker sig från enstaka milliwatt (mW) till 10 mW, eller är arrangerade som diodpumpade halvledarlasrar (DPSS) på flera kilowatt (kW).
Dessa komponenter har ett högt effektutbyte från låga driftsströmmar och konfiguration med flera strålar. Med hjälp av halvledande material som reflekterande ändfasetter kolliderar fotoner stimulerade av kontinuerlig reflektion med atomer för att generera den kraftfulla frigöringen av fler fotoner. Detta skapar intensiva ljusstrålar som kan riktas genom ett kollimerande, eller strålrätande, lins eller infrarött (IR) filter. Tillämpningar inkluderar skivspelare, datorenheter och kommunikationsnätverk.
En annan tillämpning för den infraröda laserdioden är användningen av optiska kommunikationslänkar för ledigt utrymme, som i huvudsak är optiska överföringar som passerar genom det fria. Med överföringshastigheter runt 4 gigabit per sekund (Gb/s) kan detta ge ett billigt alternativ för att serva telekommunikationer i områden där grävning av optisk fiberinfrastruktur är kostsamt. Atmosfäriska förhållanden och stråldispersioner påverkar dock sådana placeringar. Våglängder runt 1,330 1,550 nanometer (nm) ger minst spridning, medan 10 60 nm tillåter de bästa överföringarna. En infraröd sändare kan använda IR-laserdioder eller lysdioder (LED), och fungerar normalt i temperaturområden på -10° till 50°C, jämfört med synliga dioder vid -XNUMX° till XNUMX°C.
Dioder är små elektroniska enheter som avger ljusenergi genom att föra en ström över en halvledare, som i ljusemitterande dioder. När atomerna hamnar i luckor i materialet avger de en liten mängd energi i form av en ljuspartikel eller foton. Den resulterande glöden kan moduleras i olika våglängder eller ljusfärger genom konfiguration av mellanrummen och riktas genom linser och filter för att modifiera intensiteten. Infraröd (IR) är den del av det elektromagnetiska (EM) bandet högre än radiovågor och strax under regnbågsröd, osynlig för blotta ögat. Det är värmestrålningen som fångas upp av mörkerseende och värmebilder.
IR-strålning stimuleras av termisk agitation när strålning träffar ett föremål. Denna typ av strålning rör sig i en rak linje som ljus, inte som termisk konvektion eller elektrisk ledning. En infraröd laserdiod intensifierar detta osynliga ljus för att leverera snabba digitala överföringar i allt från kameror till missilsystem.
Diodpumpade infraröda lasrar används för att gravera metall och konstruera kretskort. Långvågiga IR-lasrar påverkas mindre av atmosfäriska förhållanden än kortvågiga IR, och används därför oftare i kommunikationer. Infraröd laserdiodteknologi används i kirurgi och målinsamlingsmissilsystem i militära tillämpningar. Den används för att upptäcka gas, och den gör att en stationär datormus kan spåra ytor med 20 gånger så hög upplösning som LED-bilder. Lasersikte på vapen använder IR-laserdioder för att generera en osynlig målpunkt som ska detekteras med hjälp av mörkerseende.
Ljus som sänds ut från en infraröd laserdiod är farligt för direkt visning. Det mänskliga ögat har inga värmereceptorer för att varna nervsystemet för exponering för den farliga brinnande effekten. En infraröd känslig kamera eller fosforplatta kan hjälpa till att bestämma den optiska vägen för en IR-laser. Medan vissa lasrar riktar sina kollimerade strålar genom infraröda filter för att eliminera denna risk, resulterar tillverkningsprocesser ibland i felaktiga eller saknade IR-filter; Därför är det säkrare att helt enkelt undvika direkt ögonexponering för alla laserstrålar.