Diodos infravermelhos a laser — dispositivo e aplicação

O desenvolvimento da tecnologia de diodo infravermelho levou mais de uma década e, finalmente, graças ao desenvolvimento de heteroestruturas duplas de múltiplas junções no sistema GaAlAs, foi alcançado um aumento significativo e, portanto, tecnologicamente promissor no rendimento quântico. diodos infravermelhos.

A obtenção de sucesso nesta área deve-se à eficiência quântica interna de quase 100%, ao efeito "confinamento eletrônico" na região ativa e ao efeito "multiportadora". Isso se deve ao efeito de «cruzamento múltiplo» direcionado para o lado inferior do cristal e refletido do lado e do lado superior, ou seja, os múltiplos fótons refletidos, sem serem absorvidos na região ativa, agora contribuem para a radiação de saída .

Um exemplo disso é a planta "Voskhod", produzida na planta de Kaluga heteroestruturas duplas multiconflito do tipo ESAGA-140 com uma região ativa do tipo p de 2 μm de espessura, dopada com Ge e Zn, regiões emissoras contendo 30% de AlAs, e uma região passiva contendo de 15 a 30% de AlAs. A espessura total dessa heteroestrutura é de 130-170 μm.A camada superior da estrutura tem condutividade do tipo n. Os comprimentos de onda característicos dessas estruturas no máximo do espectro emitido são 805, 870 e 940 nm.

Hoje, os diodos infravermelhos são amplamente utilizados em sistemas de televisão com conversor eletro-óptico e em dispositivos de carga acoplada, em sistemas de vigilância por vídeo, iluminação infravermelha, controle remoto, comunicação óptica, bem como em equipamentos médicos.

Para criar diretamente lasers Com base em uma dupla heteroestrutura, tanto AlGaAs de arseneto de alumínio-gálio quanto GaAs de arseneto de gálio são frequentemente usados, e os diodos produzidos por essa tecnologia são chamados de diodos com uma heteroestrutura dupla... A vantagem de tais lasers é que a área ativa (o área de existência de lacunas e elétrons) está contida em uma fina camada média e, portanto, muito mais pares elétron-lacuna fornecem amplificação, ou seja, a radiação é amplificada da maneira mais eficiente possível.

Os diodos laser infravermelhos com comprimentos de onda de 780 a 1770 nm e potências de 5 a 150 mW, amplamente disponíveis no mercado hoje, são usados ​​não apenas em CD e DVD players. Os diodos laser infravermelhos de modo único, como fontes de radiação coerente monocromática, são aplicáveis ​​a sistemas de transmissão de dados ópticos, equipamentos de controle e medição, tecnologia médica, segurança e sistemas de bombeamento lasers de estado sólido.

Uma importante característica distintiva da radiação infravermelha é a sua "invisibilidade". Graças ao laser infravermelho, pode-se obter um ponto invisível, que pode, no entanto, ser observado com um dispositivo de visão noturna.

Essa propriedade dos lasers infravermelhos também se deve ao seu uso bastante amplo em campos militares, já que o trabalho com sistemas de orientação a laser agora é mais fácil de esconder do inimigo. O próprio transmissor pode estar localizado até mesmo em uma aeronave, até mesmo no solo, e ao mesmo tempo garantir alta precisão de mísseis e bombas "inteligentes", que são guiados pelo ponto infravermelho refletido do alvo.