Laser-Infrarotdioden – Gerät und Anwendung
Die Entwicklung der Infrarotdiodentechnologie dauerte mehr als ein Jahrzehnt, und schließlich konnte dank der Entwicklung von Multijunction-Doppelheterostrukturen im GaAlAs-System eine deutliche und damit technologisch vielversprechende Steigerung der Quantenausbeute erreicht werden. Infrarotdioden.
Der Erfolg in diesem Bereich ist auf die nahezu 100 %ige interne Quanteneffizienz, den „Electronic Confinement“-Effekt im aktiven Bereich und den „Multicarrier“-Effekt zurückzuführen. Dies ist auf den Effekt des „Mehrfachkreuzens“ zurückzuführen, das auf die Unterseite des Kristalls gerichtet und von der Seite und der Oberseite reflektiert wird, d. h. die mehrfach reflektierten Photonen tragen nun zur Ausgangsstrahlung bei, ohne im aktiven Bereich absorbiert zu werden .
Ein Beispiel hierfür ist die Anlage „Voskhod“, die im Werk Kaluga Multikonflikt-Doppelheterostrukturen vom Typ ESAGA-140 mit einem 2 μm dicken aktiven p-Typ-Bereich, dotiert mit Ge und Zn, emittierenden Bereichen mit 30 % AlAs produziert. und einen passiven Bereich, der 15 bis 30 % AlAs enthält. Die Gesamtdicke einer solchen Heterostruktur beträgt 130–170 μm.Die obere Schicht der Struktur weist eine Leitfähigkeit vom n-Typ auf. Die charakteristischen Wellenlängen für diese Strukturen im Maximum des emittierten Spektrums sind 805, 870 und 940 nm.
Heutzutage werden Infrarotdioden häufig in Fernsehsystemen mit elektrooptischem Wandler und in ladungsgekoppelten Geräten, in Videoüberwachungssystemen, Infrarotbeleuchtung, Fernbedienung, optischer Kommunikation sowie in medizinischen Geräten eingesetzt.
Direkt erstellen Laser Basierend auf einer Doppelheterostruktur werden häufig sowohl Aluminium-Galliumarsenid-AlGaAs als auch Galliumarsenid-GaAs verwendet, und die mit dieser Technologie hergestellten Dioden werden Dioden mit Doppelheterostruktur genannt... Der Vorteil solcher Laser besteht darin, dass die aktive Fläche (die Existenzbereich von Löchern und Elektronen) ist in einer dünnen mittleren Schicht enthalten und daher sorgen viel mehr Elektron-Loch-Paare für eine Verstärkung, d. h. die Strahlung wird möglichst effizient verstärkt.
Infrarot-Laserdioden mit Wellenlängen von 780 bis 1770 nm und Leistungen von 5 bis 150 mW, die heute auf dem Markt weit verbreitet sind, werden nicht nur in CD- und DVD-Playern eingesetzt. Singlemode-Infrarotlaserdioden als Quellen monochromatischer kohärenter Strahlung finden Anwendung in optischen Datenübertragungssystemen, Steuer- und Messgeräten, Medizintechnik, Sicherheits- und Pumpsystemen Festkörperlaser.
Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal der Infrarotstrahlung ist ihre „Unsichtbarkeit“. Dank des Infrarot-Lasers kann ein unsichtbarer Punkt erzielt werden, der jedoch mit einem Nachtsichtgerät beobachtet werden kann.
Diese Eigenschaft von Infrarotlasern ist auch auf ihre weit verbreitete Verwendung in militärischen Bereichen zurückzuführen, da die Arbeit mit Laserleitsystemen jetzt leichter vor dem Feind zu verbergen ist. Der Sender selbst kann sogar in einem Flugzeug oder sogar am Boden angebracht werden und gewährleistet gleichzeitig eine hohe Treffergenauigkeit bei Raketen und „intelligenten“ Bomben, die durch den vom Ziel reflektierten Infrarotfleck gesteuert werden.