ثنائيات الليزر تحت الحمراء - الجهاز والتطبيق
استغرق تطوير تقنية الصمام الثنائي للأشعة تحت الحمراء أكثر من عقد ، وأخيرًا ، بفضل تطوير الهياكل غير المتجانسة المزدوجة متعددة الوصلات في نظام GaAlAs ، تم تحقيق زيادة كبيرة وبالتالي واعدة من الناحية التكنولوجية في العائد الكمي. ثنائيات الأشعة تحت الحمراء.
يعود تحقيق النجاح في هذا المجال إلى الكفاءة الكمية الداخلية بنسبة 100٪ تقريبًا ، وتأثير "الحجز الإلكتروني" في المنطقة النشطة وتأثير "الناقل المتعدد". ويرجع ذلك إلى تأثير "التقاطع المتعدد" الموجه إلى الجانب السفلي من البلورة والذي ينعكس من الجانب والجانب العلوي ، أي أن الفوتونات المنعكسة المتعددة ، دون أن يتم امتصاصها في المنطقة النشطة ، تساهم الآن في إخراج الإشعاع .
مثال على ذلك مصنع "فوسخود" ، المُنتَج في مصنع كالوغا لهياكل متغايرة مزدوجة متعددة النزاعات من النوع ESAGA-140 مع منطقة نشطة من النوع p بسماكة 2 ميكرون ، مخدر بـ Ge و Zn ، مناطق انبعاث تحتوي على 30٪ AlAs ، ومنطقة سلبية تحتوي من 15 إلى 30٪ AlAs. السماكة الإجمالية لمثل هذه البنية غير المتجانسة هي 130-170 ميكرومتر.الطبقة العليا من الهيكل لها موصلية من النوع n. الأطوال الموجية المميزة لهذه الهياكل عند الحد الأقصى للطيف المنبعث هي 805 و 870 و 940 نانومتر.
اليوم ، تستخدم ثنائيات الأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في أنظمة التلفزيون ذات المحول الكهروضوئي وفي الأجهزة المقترنة بالشحن ، وأنظمة المراقبة بالفيديو ، والإضاءة بالأشعة تحت الحمراء ، والتحكم عن بعد ، والاتصالات البصرية ، وكذلك في المعدات الطبية.
لخلق مباشرة الليزر استنادًا إلى بنية غير متجانسة مزدوجة ، غالبًا ما يتم استخدام كل من زرنيخيد الألومنيوم الغاليوم AlGaAs وزرنيخيد الغاليوم ، وتسمى الثنائيات التي تنتجها هذه التقنية الثنائيات ذات البنية المزدوجة غير المتجانسة ... ميزة مثل هذه الليزرات هي أن المنطقة النشطة ( منطقة وجود الثقوب والإلكترونات) موجودة في طبقة متوسطة رقيقة وبالتالي توفر العديد من أزواج الثقوب الإلكترونية تضخيمًا ، أي يتم تضخيم الإشعاع بأكبر قدر ممكن من الكفاءة.
تستخدم ثنائيات الليزر بالأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية من 780 إلى 1770 نانومتر والطاقة من 5 إلى 150 ميغاواط ، والمتوفرة على نطاق واسع في السوق اليوم ، ليس فقط في مشغلات الأقراص المضغوطة وأقراص DVD. ثنائيات ليزر الأشعة تحت الحمراء أحادية الوضع ، كمصادر للإشعاع المتماسك أحادي اللون ، قابلة للتطبيق على أنظمة نقل البيانات الضوئية ، ومعدات التحكم والقياس ، والتكنولوجيا الطبية ، وأنظمة الأمن والضخ ليزر الحالة الصلبة.
السمة المميزة الهامة للأشعة تحت الحمراء هي "عدم رؤيتها". بفضل ليزر الأشعة تحت الحمراء ، يمكن الحصول على بقعة غير مرئية ، ومع ذلك يمكن ملاحظتها باستخدام جهاز الرؤية الليلية.
ترجع خاصية الليزر بالأشعة تحت الحمراء أيضًا إلى استخدامها الواسع إلى حد ما في المجالات العسكرية ، حيث أصبح من السهل الآن إخفاء العمل باستخدام أنظمة التوجيه بالليزر عن العدو. يمكن أن يكون جهاز الإرسال نفسه موجودًا حتى على متن طائرة ، حتى على الأرض ، وفي نفس الوقت يضمن دقة عالية في ضرب الصواريخ والقنابل "الذكية" ، التي يتم توجيهها بواسطة بقعة الأشعة تحت الحمراء المنعكسة من الهدف.