Diodos infrarrojos láser: dispositivo y aplicación
El desarrollo de la tecnología de diodos infrarrojos tomó más de una década y, finalmente, gracias al desarrollo de heteroestructuras dobles de unión múltiple en el sistema GaAlAs, se logró un aumento significativo y, por lo tanto, tecnológicamente prometedor en el rendimiento cuántico. diodos infrarrojos.
El logro del éxito en esta área se debe a la eficiencia cuántica interna de casi el 100%, el efecto de "confinamiento electrónico" en la región activa y el efecto "multiportadora". Esto se debe al efecto de «cruce múltiple» dirigido al lado inferior del cristal y reflejado desde el lado y el lado superior, es decir, los múltiples fotones reflejados, sin ser absorbidos en la región activa, ahora contribuyen a la radiación de salida. .
Un ejemplo de ello es la planta "Voskhod", producida en la planta de Kaluga con heteroestructuras dobles multiconflicto de tipo ESAGA-140 con una región activa tipo p de 2 μm de espesor, dopadas con Ge y Zn, regiones emisoras que contienen un 30% de AlAs, y una región pasiva que contiene de 15 a 30% de AlAs. El espesor total de tal heteroestructura es de 130-170 μm.La capa superior de la estructura tiene conductividad tipo n. Las longitudes de onda características de estas estructuras en el máximo del espectro emitido son 805, 870 y 940 nm.
Hoy en día, los diodos infrarrojos se utilizan ampliamente en sistemas de televisión con un convertidor electroóptico y en dispositivos de carga acoplada, en sistemas de videovigilancia, iluminación infrarroja, control remoto, comunicación óptica, así como en equipos médicos.
Para crear directamente láseres Basados en una doble heteroestructura, a menudo se utilizan tanto el AlGaAs de arseniuro de aluminio y galio como el GaAs de arseniuro de galio, y los diodos producidos por esta tecnología se denominan diodos con una heteroestructura doble... La ventaja de estos láseres es que el área activa (el área de existencia de huecos y electrones) está contenida en una fina capa media y por lo tanto muchos más pares electrón-hueco proporcionan amplificación, es decir, la radiación se amplifica de la forma más eficiente posible.
Los diodos láser infrarrojos con longitudes de onda de 780 a 1770 nm y potencias de 5 a 150 mW, ampliamente disponibles en el mercado hoy en día, se utilizan no solo en reproductores de CD y DVD. Los diodos láser infrarrojos monomodo, como fuentes de radiación coherente monocromática, son aplicables a sistemas de transmisión de datos ópticos, equipos de control y medición, tecnología médica, seguridad y sistemas de bombeo. láseres de estado sólido.
Una característica distintiva importante de la radiación infrarroja es su "invisibilidad". Gracias al láser infrarrojo, se puede obtener un punto invisible que, sin embargo, se puede observar con un dispositivo de visión nocturna.
Esta propiedad de los láseres infrarrojos también se debe a su uso bastante amplio en campos militares, ya que el trabajo con sistemas de guía láser ahora es más fácil de ocultar del enemigo. El transmisor en sí mismo puede ubicarse incluso en un avión, incluso en tierra, y al mismo tiempo garantizar una alta precisión al impactar misiles y bombas "inteligentes", que son guiadas por el punto infrarrojo reflejado desde el objetivo.