Μια υπέρυθρη δίοδος λέιζερ είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα που μετατρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. αυτό εκπέμπει ένα μήκος κύματος μεταξύ ορατού φωτός και ακτινοβολίας μικροκυμάτων. Αυτές οι συσκευές παρέχουν φως που χρησιμοποιείται για άντληση λέιζερ στερεάς κατάστασης σε δίκτυα οπτικών ινών, επιστημονική φασματική ανάλυση, επεξεργασία υλικών και πολλές άλλες χρήσεις. Οι δίοδοι λέιζερ κυμαίνονται από ένα milliwatt (mW) έως 10 mW ή διατάσσονται ως λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου (DPSS) πολλών κιλοβάτ (kW).
Αυτά τα εξαρτήματα διαθέτουν υψηλή απόδοση ισχύος από χαμηλά ρεύματα λειτουργίας και διαμόρφωση πολλαπλών δεσμών. Χρησιμοποιώντας ημιαγώγιμο υλικό ως ανακλαστικές ακραίες όψεις, τα φωτόνια που διεγείρονται από συνεχή ανάκλαση συγκρούονται με άτομα για να δημιουργήσουν την ισχυρή απελευθέρωση περισσότερων φωτονίων. Αυτό δημιουργεί έντονες ακτίνες φωτός που μπορεί να κατευθυνθούν μέσω ενός φίλτρου ευθυγράμμισης ή ευθυγράμμισης ακτίνων, φακού ή υπέρυθρου (IR). Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν συσκευές αναπαραγωγής δίσκων, μονάδες υπολογιστών και δίκτυα επικοινωνιών.
Μια άλλη εφαρμογή για τη δίοδο λέιζερ υπερύθρων είναι η χρήση οπτικών ζεύξεων επικοινωνίας ελεύθερου χώρου, οι οποίες είναι ουσιαστικά οπτικές μεταδόσεις που περνούν στον ανοιχτό αέρα. Με ταχύτητες μετάδοσης περίπου 4 gigabits ανά δευτερόλεπτο (Gb/s), αυτό μπορεί να προσφέρει μια φθηνή εναλλακτική λύση για την εξυπηρέτηση των τηλεπικοινωνιών σε περιοχές όπου η εκσκαφή υποδομής οπτικών ινών είναι απαγορευτική από πλευράς κόστους. Ωστόσο, οι ατμοσφαιρικές συνθήκες και οι διασπορές δέσμης επηρεάζουν τέτοιες τοποθετήσεις. Τα μήκη κύματος γύρω στα 1,330 νανόμετρα (nm) παρέχουν τη μικρότερη διασπορά, ενώ τα 1,550 nm επιτρέπουν τις καλύτερες μεταδόσεις. Ένας πομπός υπέρυθρης ακτινοβολίας μπορεί να χρησιμοποιεί διόδους λέιζερ υπερύθρων ή διόδους εκπομπής φωτός (LED) και κανονικά λειτουργεί σε εύρη θερμοκρασιών από -10° έως 60°C, σε σύγκριση με τις ορατές διόδους στους -10° έως 50°C.
Οι δίοδοι είναι μικρές ηλεκτρονικές συσκευές που εκπέμπουν φωτεινή ενέργεια περνώντας ένα ρεύμα πάνω από έναν ημιαγωγό, όπως στις δίοδοι εκπομπής φωτός. Καθώς τα άτομα πέφτουν σε κενά στο υλικό, εκπέμπουν μια μικρή ποσότητα ενέργειας με τη μορφή ενός σωματιδίου φωτός ή φωτονίου. Η προκύπτουσα λάμψη μπορεί να διαμορφωθεί σε διαφορετικά μήκη κύματος ή χρώματα φωτός με τη διαμόρφωση των κενών και να κατευθυνθεί μέσω φακών και φίλτρων για να τροποποιηθεί η ένταση. Το υπέρυθρο (IR) είναι το τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ζώνης (EM) υψηλότερο από τα ραδιοκύματα και ακριβώς κάτω από το κόκκινο του ουράνιου τόξου, αόρατο με γυμνό μάτι. Είναι η θερμική ακτινοβολία που συλλαμβάνεται από συσκευές νυχτερινής όρασης και θερμικής απεικόνισης.
Η ακτινοβολία υπερύθρων διεγείρεται από τη θερμική ανάδευση όταν η ακτινοβολία χτυπά ένα αντικείμενο. Αυτός ο τύπος ακτινοβολίας κινείται σε ευθεία γραμμή ως φως, όχι ως θερμική μεταφορά ή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Μια υπέρυθρη δίοδος λέιζερ εντείνει αυτό το μη ορατό φως για να παρέχει γρήγορες ψηφιακές μεταδόσεις σε οτιδήποτε, από κάμερες έως πυραυλικά συστήματα.
Τα υπέρυθρα λέιζερ με αντλία διόδου χρησιμοποιούνται για τη χάραξη μετάλλων και την κατασκευή πλακών κυκλωμάτων. Τα λέιζερ υπερύθρων μακρών κυμάτων επηρεάζονται λιγότερο από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες σε σχέση με τα υπέρυθρα ακτίνων μικρού μήκους, και έτσι χρησιμοποιούνται συχνότερα στις επικοινωνίες. Η τεχνολογία διόδων υπέρυθρων λέιζερ χρησιμοποιείται στη χειρουργική και στα πυραυλικά συστήματα απόκτησης στόχων σε στρατιωτικές εφαρμογές. Χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αερίων και επιτρέπει σε ένα ποντίκι επιτραπέζιου υπολογιστή να παρακολουθεί επιφάνειες με ανάλυση 20 φορές μεγαλύτερη από την απεικόνιση LED. Τα σκοπευτικά λέιζερ στα όπλα χρησιμοποιούν διόδους λέιζερ υπερύθρων για να δημιουργήσουν μια αόρατη κουκκίδα στόχευσης που θα ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας συσκευές νυχτερινής όρασης.
Το φως που εκπέμπεται από μια υπέρυθρη δίοδο λέιζερ είναι επικίνδυνο για άμεση θέαση. Το ανθρώπινο μάτι δεν έχει υποδοχείς θερμότητας για να προειδοποιήσει το νευρικό σύστημα για έκθεση στην επικίνδυνη επίδραση καύσης. Μια κάμερα ευαίσθητη στο υπέρυθρο ή μια πλάκα φωσφόρου μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό της οπτικής διαδρομής ενός λέιζερ υπερύθρων. Ενώ ορισμένα λέιζερ κατευθύνουν τις ευθυγραμμισμένες ακτίνες τους μέσω φίλτρων υπερύθρων για να εξαλείψουν αυτόν τον κίνδυνο, οι διαδικασίες κατασκευής μερικές φορές οδηγούν σε ελαττωματικά ή ελλιπή φίλτρα υπερύθρων. Επομένως, είναι ασφαλέστερο να αποφεύγετε απλώς την άμεση έκθεση των ματιών σε όλες τις ακτίνες λέιζερ.