Što je infracrvena laserska dioda?

Infracrvena laserska dioda je elektronička komponenta koja pretvara električnu struju u elektromagnetsko zračenje; ovo emitira valnu duljinu između vidljive svjetlosti i mikrovalnog zračenja. Ovi uređaji daju svjetlost koja se koristi za lasersko pumpanje u čvrstom stanju u mrežama optičkih vlakana, znanstvenu spektralnu analizu, obradu materijala i brojne druge namjene. Laserske diode u rasponu od jednog miliwata (mW) do 10 mW, ili su raspoređene kao laseri čvrstog stanja s diodnom pumpom (DPSS) od nekoliko kilovata (kW).

Ove komponente odlikuju se visokim prinosom energije iz niskih radnih struja i konfiguracijom više snopa. Koristeći poluvodički materijal kao reflektirajuću krajnju stranu, fotoni stimulirani kontinuiranom refleksijom sudaraju se s atomima kako bi generirali snažno oslobađanje više fotona. To stvara intenzivne svjetlosne zrake koje se mogu usmjeriti kroz kolimirajuće, ili ispravljajuće zrake, leće ili infracrveni (IR) filtar. Aplikacije uključuju playere diskova, pogone računala i komunikacijske mreže.

Druga primjena za infracrvenu lasersku diodu je korištenje optičkih komunikacijskih veza slobodnog prostora, koje su u biti optički prijenosi koji prolaze kroz otvoreni zrak. Sa brzinama prijenosa od oko 4 gigabita u sekundi (Gb/s), ovo može pružiti jeftinu alternativu za servisiranje telekomunikacija u područjima gdje je kopanje infrastrukture optičkih vlakana skupo. Međutim, atmosferski uvjeti i disperzije snopa utječu na takve položaje. Valne duljine oko 1,330 nanometara (nm) osiguravaju najmanju disperziju, dok 1,550 nm omogućuje najbolji prijenos. Infracrveni odašiljač može koristiti IR laserske diode ili diode koje emitiraju svjetlost (LED) i normalno radi u temperaturnim rasponima od -10° do 60°C, u usporedbi s vidljivim diodama na -10° do 50°C.

Diode su mali elektronički uređaji koji emitiraju svjetlosnu energiju propuštanjem struje preko poluvodiča, kao kod dioda koje emitiraju svjetlost. Kako atomi padaju u praznine u materijalu, emitiraju malu količinu energije u obliku svjetlosne čestice ili fotona. Rezultirajući sjaj može se modulirati u različitim valnim duljinama ili bojama svjetlosti konfiguracijom praznina i usmjeriti kroz leće i filtere kako bi se modificirao intenzitet. Infracrveni (IR) je dio elektromagnetskog (EM) pojasa viši od radio valova i malo ispod duginog crvenog, nevidljiv golim okom. To je toplinsko zračenje koje hvataju uređaji za noćni vid i termoviziju.

IR zračenje se stimulira toplinskim miješanjem kada zračenje udari u predmet. Ova vrsta zračenja kreće se pravocrtno kao svjetlost, a ne kao toplinska konvekcija ili električna vodljivost. Infracrvena laserska dioda pojačava ovu nevidljivu svjetlost za brzi digitalni prijenos u svemu, od kamera do raketnih sustava.

Infracrveni laseri s diodnom pumpom koriste se za graviranje metala i izradu ploča. Dugovalni IR laseri manje su pod utjecajem atmosferskih uvjeta nego kratkovalni IR laseri, pa se češće koriste u komunikacijama. Tehnologija infracrvenih laserskih dioda koristi se u kirurgiji i raketnim sustavima za stjecanje ciljeva u vojnim primjenama. Koristi se za otkrivanje plina, a mišu stolnog računala omogućuje praćenje površina u 20 puta većoj rezoluciji od LED slike. Laserski nišani na puškama koriste IR laserske diode za generiranje nevidljive ciljane točke koja će se detektirati pomoću uređaja za noćno gledanje.
Svjetlost koju emitira infracrvena laserska dioda opasna je za izravno gledanje. Ljudsko oko nema toplinske receptore koji bi upozorili živčani sustav na izlaganje opasnom učinku pečenja. Infracrvena osjetljiva kamera ili fosforna ploča mogu pomoći u određivanju optičkog puta IR lasera. Dok neki laseri usmjeravaju svoje kolimirane zrake kroz infracrvene filtere kako bi eliminirali ovaj rizik, proizvodni procesi ponekad rezultiraju neispravnim ili nedostajućim IR filterima; stoga je sigurnije jednostavno izbjeći izravno izlaganje očiju svim laserskim zrakama.