דיודות אינפרא אדום לייזר - מכשיר ויישום

הפיתוח של טכנולוגיית דיודות אינפרא אדום ארך יותר מעשור, ולבסוף, הודות לפיתוח של מבנים כפולים רב-צומתים במערכת GaAlAs, הושגה עלייה משמעותית ולכן טכנולוגית מבטיחה בתשואה הקוונטית. דיודות אינפרא אדום.

השגת ההצלחה בתחום זה נובעת מהיעילות הקוונטית הפנימית של כמעט 100%, אפקט "הכליאה האלקטרונית" באזור הפעיל ואפקט ה"רב-נשאי". זה נובע מהשפעת "הצלבה מרובה" המכוונת לצד התחתון של הגביש ומוחזרת מהצד והצד העליון, כלומר, הפוטונים המרובים המשתקפים, מבלי להיקלט באזור הפעיל, תורמים כעת לקרינת הפלט. .

דוגמה לכך היא מפעל "Voskhod", המיוצר במפעל Kaluga רב-קונפליקט הטרו-מבנים כפולים מסוג ESAGA-140 עם אזור פעיל מסוג p בעובי 2 מיקרומטר, מסומם ב-Ge ו-Zn, פולט אזורים המכילים 30% AlAs, ואזור פסיבי המכיל בין 15 ל-30% AlAs. העובי הכולל של הטרומבנה כזה הוא 130-170 מיקרומטר.לשכבה העליונה של המבנה יש מוליכות מסוג n. אורכי הגל האופייניים למבנים אלה במקסימום הספקטרום הנפלט הם 805, 870 ו-940 ננומטר.

כיום, דיודות אינפרא אדום נמצאות בשימוש נרחב במערכות טלוויזיה עם ממיר אלקטרו-אופטי ובמכשירים מצמדי מטען, במערכות מעקב וידאו, תאורת אינפרא אדום, שלט רחוק, תקשורת אופטית וכן בציוד רפואי.

ליצור ישירות לייזרים בהתבסס על הטרומבנה כפול, נעשה שימוש לרוב גם אלומיניום-גליום arsenide AlGaAs וגם gallium-arsenide GaAs, והדיודות המיוצרות בטכנולוגיה זו נקראות דיודות בעלות הטרומבנה כפול... היתרון של לייזרים כאלה הוא שהאזור הפעיל (ה אזור קיום של חורים ואלקטרונים) כלול בשכבה בינונית דקה ולכן הרבה יותר זוגות אלקטרונים-חורים מספקים הגברה, כלומר, הקרינה מוגברת בצורה יעילה ככל האפשר.

דיודות לייזר אינפרא אדום עם אורכי גל מ-780 עד 1770 ננומטר והספקים מ-5 עד 150 mW, הזמינות כיום בשוק, משמשות לא רק בנגני CD ו-DVD. דיודות לייזר אינפרא אדום במצב יחיד, כמקורות לקרינה קוהרנטית מונוכרומטית, ישימות למערכות העברת נתונים אופטיות, ציוד בקרה ומדידה, טכנולוגיה רפואית, אבטחה ומערכות שאיבה לייזרים במצב מוצק.

מאפיין מבחין חשוב של קרינת אינפרא אדום הוא "אי הנראות" שלה. הודות ללייזר האינפרא אדום ניתן להשיג נקודה בלתי נראית, אותה ניתן, עם זאת, לצפות במכשיר לראיית לילה.

תכונה זו של לייזרים אינפרא אדום נובעת גם מהשימוש הנרחב למדי שלהם בתחומים צבאיים, שכן את העבודה עם מערכות הנחיית לייזר קל יותר להסתיר מהאויב. המשדר עצמו יכול להיות ממוקם אפילו על מטוס, אפילו על הקרקע, ובמקביל להבטיח דיוק גבוה של פגיעת טילים ופצצות "חכמות", המונחות על ידי נקודת האינפרה האדומה המשתקפת מהמטרה.