Điốt hồng ngoại laser - thiết bị và ứng dụng

Sự phát triển của công nghệ đi-ốt hồng ngoại đã mất hơn một thập kỷ, và cuối cùng, nhờ sự phát triển của các cấu trúc dị vòng kép đa tiếp giáp trong hệ thống GaAlAs, đã đạt được sự gia tăng đáng kể và do đó hứa hẹn về mặt công nghệ về năng suất lượng tử. điốt hồng ngoại.

Đạt được thành công trong lĩnh vực này là nhờ hiệu suất lượng tử bên trong gần như 100%, hiệu ứng "giam cầm điện tử" trong vùng tích cực và hiệu ứng "đa sóng mang". Điều này là do hiệu ứng «đa giao thoa» hướng vào mặt dưới của tinh thể và được phản xạ từ mặt bên và mặt trên, tức là, nhiều photon phản xạ, không bị hấp thụ trong vùng hoạt động, giờ đây góp phần tạo ra bức xạ đầu ra .

Một ví dụ về điều này là nhà máy "Voskhod", được sản xuất tại nhà máy Kaluga cấu trúc dị thể kép đa xung đột thuộc loại ESAGA-140 với vùng hoạt động loại p dày 2 μm, được pha tạp Ge và Zn, phát ra các vùng chứa 30% AlAs, và một vùng thụ động chứa từ 15 đến 30% AlAs. Tổng độ dày của cấu trúc dị thể như vậy là 130-170 m.Lớp trên của cấu trúc có độ dẫn loại n. Các bước sóng đặc trưng cho các cấu trúc này ở cực đại của quang phổ phát ra là 805, 870 và 940 nm.

Ngày nay, điốt hồng ngoại được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền hình có bộ chuyển đổi quang điện và trong các thiết bị tích điện, trong hệ thống giám sát video, chiếu sáng hồng ngoại, điều khiển từ xa, truyền thông quang học, cũng như trong thiết bị y tế.

Để tạo trực tiếp laze Dựa trên cấu trúc dị thể kép, cả AlGaAs và gali-arsenua nhôm-gallium thường được sử dụng, và các điốt được sản xuất bởi công nghệ này được gọi là điốt có cấu trúc dị thể kép... Ưu điểm của các tia laser như vậy là vùng hoạt động ( diện tích lỗ trống và electron) được chứa trong một lớp trung bình mỏng và do đó, nhiều cặp electron-lỗ trống hơn cung cấp sự khuếch đại, tức là bức xạ được khuếch đại hiệu quả nhất có thể.

Điốt laser hồng ngoại có bước sóng từ 780 đến 1770 nm và công suất từ ​​5 đến 150 mW, được phổ biến rộng rãi trên thị trường hiện nay, không chỉ được sử dụng trong đầu đĩa CD và DVD. Điốt laser hồng ngoại đơn mode, là nguồn bức xạ kết hợp đơn sắc, được áp dụng cho các hệ thống truyền dữ liệu quang học, thiết bị điều khiển và đo lường, công nghệ y tế, hệ thống an ninh và bơm laser trạng thái rắn.

Một đặc điểm phân biệt quan trọng của bức xạ hồng ngoại là tính "tàng hình" của nó. Nhờ tia laser hồng ngoại, có thể thu được một điểm vô hình, tuy nhiên, có thể quan sát được điểm này bằng thiết bị nhìn đêm.

Tính chất này của laser hồng ngoại cũng là do chúng được sử dụng khá rộng rãi trong các lĩnh vực quân sự, vì công việc với các hệ thống dẫn đường bằng laser giờ đây dễ dàng che giấu kẻ thù hơn. Bản thân máy phát có thể được định vị ngay cả trên máy bay, thậm chí trên mặt đất, đồng thời đảm bảo độ chính xác cao khi bắn trúng tên lửa và bom "thông minh", được dẫn đường bằng điểm hồng ngoại phản xạ từ mục tiêu.