ڪم ڪندڙ اصول ۽ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جا مکيه قسم

ڪم ڪندڙ اصول ۽ مکيه قسمسيمي ڪنڊڪٽر ليزر

سيمي ڪنڊڪٽرليزر ڊاءِڊس، انهن جي اعليٰ ڪارڪردگي، ننڍي ڪرڻ ۽ طول موج جي تنوع سان، مواصلات، طبي خيال ۽ صنعتي پروسيسنگ جهڙن شعبن ۾ آپٽو اليڪٽرانڪ ٽيڪنالاجي جي بنيادي حصن طور وڏي پيماني تي استعمال ٿيندا آهن. هي مضمون ڪم ڪندڙ اصول ۽ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي قسمن کي وڌيڪ متعارف ڪرائيندو آهي، جيڪو آپٽو اليڪٽرانڪ محققن جي اڪثريت جي چونڊ حوالي لاءِ آسان آهي.

1. سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو روشني خارج ڪرڻ وارو اصول

سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو لُمينيسنس اصول بينڊ جي جوڙجڪ، اليڪٽرانڪ منتقلي ۽ سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي متحرڪ اخراج تي ٻڌل آهي. سيمي ڪنڊڪٽر مواد هڪ قسم جو مواد آهي جنهن ۾ بينڊ گيپ هوندو آهي، جنهن ۾ هڪ ويلنس بينڊ ۽ هڪ ڪنڊڪشن بينڊ شامل هوندو آهي. جڏهن مواد زميني حالت ۾ هوندو آهي، ته اليڪٽران ويلنس بينڊ کي ڀريندا آهن جڏهن ته ڪنڊڪشن بينڊ ۾ ڪو به اليڪٽران نه هوندو آهي. جڏهن هڪ خاص برقي ميدان ٻاهران لاڳو ڪيو ويندو آهي يا ڪرنٽ داخل ڪيو ويندو آهي، ته ڪجهه اليڪٽران ويلنس بينڊ کان ڪنڊڪشن بينڊ ڏانهن منتقل ٿيندا، اليڪٽران-سوراخ جوڙو ٺاهيندا آهن. توانائي ڇڏڻ جي عمل دوران، جڏهن اهي اليڪٽران-سوراخ جوڙا ٻاهرين دنيا پاران متحرڪ ڪيا ويندا آهن، ته فوٽون، يعني ليزر، پيدا ٿيندا.

2. سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جا جوش جا طريقا

سيمي ڪنڊڪٽر ليزر لاءِ بنيادي طور تي ٽي جوش جا طريقا آهن، يعني اليڪٽريڪل انجيڪشن جو قسم، آپٽيڪل پمپ جو قسم ۽ هاءِ انرجي اليڪٽران بيم جوش جو قسم.

بجلي سان انجيڪٽ ٿيل سيمي ڪنڊڪٽر ليزر: عام طور تي، اهي سيمي ڪنڊڪٽر مٿاڇري-جنڪشن ڊاءِوڊ آهن جيڪي گيليم آرسنائيڊ (GaAs)، ڪيڊميم سلفائيڊ (CdS)، انڊيم فاسفائيڊ (InP)، ۽ زنڪ سلفائيڊ (ZnS) جهڙن مواد مان ٺهيل آهن. اهي فارورڊ بائيس سان ڪرنٽ انجيڪشن ڪندي پرجوش ٿين ٿا، جنڪشن پلین علائقي ۾ متحرڪ اخراج پيدا ڪن ٿا.

آپٽيڪلي پمپ ٿيل سيمي ڪنڊڪٽر ليزر: عام طور تي، اين-قسم يا پي-قسم سيمي ڪنڊڪٽر سنگل ڪرسٽل (جهڙوڪ GaAS، InAs، InSb، وغيره) ڪم ڪندڙ مادو طور استعمال ٿيندا آهن، ۽ليزرٻين ليزرن پاران خارج ٿيندڙ توانائي کي آپٽيڪلي پمپ ٿيل جوش طور استعمال ڪيو ويندو آهي.

هاءِ انرجي اليڪٽران بيم-ايڪسائيٽڊ سيمي ڪنڊڪٽر ليزر: عام طور تي، اهي اين-ٽائيپ يا پي-ٽائيپ سيمي ڪنڊڪٽر سنگل ڪرسٽل (جهڙوڪ پي بي ايس، سي ڊي ايس، زي او، وغيره) کي ڪم ڪندڙ مادو طور استعمال ڪندا آهن ۽ ٻاهران هڪ هاءِ انرجي اليڪٽران بيم کي انجيڪشن ڪندي پرجوش هوندا آهن. سيمي ڪنڊڪٽر ليزر ڊوائيسز ۾، بهتر ڪارڪردگي ۽ وسيع ايپليڪيشن سان گڏ هڪ ڊبل هيٽرو اسٽريچر سان برقي طور تي انجيڪٽ ٿيل GaAs ڊاءِڊ ليزر آهي.

3. سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جا مکيه قسم

سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو فعال علائقو فوٽون جي پيداوار ۽ واڌ لاءِ بنيادي علائقو آهي، ۽ ان جي ٿولهه صرف چند مائڪرو ميٽر آهي. اندروني ويو گائيڊ ڍانچي کي فوٽون جي پس منظر جي پکيڙ کي محدود ڪرڻ ۽ توانائي جي کثافت کي وڌائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي (جهڙوڪ رِج ويو گائيڊ ۽ دفن ٿيل هيٽرو جنڪشن). ليزر هڪ هيٽ سنڪ ڊيزائن کي اختيار ڪري ٿو ۽ تيز گرمي جي خاتمي لاءِ اعليٰ حرارتي چالکائي مواد (جهڙوڪ ڪاپر-ٽنگسٽن مصر) کي چونڊيندو آهي، جيڪو اوور هيٽنگ جي ڪري طول موج جي وهڪري کي روڪي سگهي ٿو. انهن جي بناوت ۽ ايپليڪيشن منظرنامي جي مطابق، سيمي ڪنڊڪٽر ليزر کي هيٺين چئن درجن ۾ ورهائي سگهجي ٿو:

ايج ايمٽنگ ليزر (EEL)

ليزر چپ جي پاسي واري ڪليويج مٿاڇري مان ٻاهر نڪرندو آهي، هڪ بيضوي جڳهه ٺاهيندو آهي (تقريبن 30°×10° جي ڊورجنشن اينگل سان). عام طول موج ۾ 808nm (پمپنگ لاءِ)، 980 nm (رابطي لاءِ)، ۽ 1550 nm (فائبر ڪميونيڪيشن لاءِ) شامل آهن. اهو وڏي پيماني تي اعليٰ طاقت واري صنعتي ڪٽنگ، فائبر ليزر پمپنگ ذريعن، ۽ آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بيڪ بون نيٽ ورڪن ۾ استعمال ٿيندو آهي.

2. عمودي ڪيٽي سرفيس ايميٽنگ ليزر (VCSEL)

ليزر چپ جي مٿاڇري تي عمودي طور تي خارج ٿئي ٿو، هڪ گول ۽ هموار شعاع سان (ڊائيورجنس اينگل <15°). اهو هڪ ورهايل براگ ريفلڪٽر (DBR) کي ضم ڪري ٿو، هڪ ٻاهرين ريفلڪٽر جي ضرورت کي ختم ڪري ٿو. اهو وڏي پيماني تي 3D سينسنگ (جهڙوڪ موبائل فون جي چهري جي سڃاڻپ)، مختصر رينج آپٽيڪل ڪميونيڪيشن (ڊيٽا سينٽر)، ۽ LiDAR ۾ استعمال ٿيندو آهي.

3. ڪوانٽم ڪيسڪيڊ ليزر (QCL)

ڪوانٽم ويلز جي وچ ۾ اليڪٽرانن جي ڪيسڪيڊ منتقلي جي بنياد تي، طول موج آبادي جي الٽ جي ضرورت کان سواءِ، وچ کان پري-انفرارڊ رينج (3-30 μm) کي ڍڪيندي آهي. فوٽون انٽرسب بينڊ منتقلي ذريعي پيدا ڪيا ويندا آهن ۽ عام طور تي گئس سينسنگ (جهڙوڪ CO₂ ڳولڻ)، ٽيرا هرٽز اميجنگ، ۽ ماحولياتي نگراني جهڙين ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندا آهن.

4. ٽيونبل ليزر

ٽيونبل ليزر جي ٻاهرين گفا ڊيزائن (گريٽنگ/پرزم/MEMS آئيني) ±50 nm جي طول موج ٽيوننگ رينج حاصل ڪري سگهي ٿي، هڪ تنگ لائن ويڊٿ (<100 kHz) ۽ هڪ اعلي سائڊ موڊ رد ڪرڻ تناسب (>50 dB) سان. اهو عام طور تي ڊينس طول موج ڊويزن ملٽي پلڪسنگ (DWDM) ڪميونيڪيشن، اسپيڪٽرل تجزيو، ۽ بايو ميڊيڪل اميجنگ جهڙين ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيندو آهي. سيمي ڪنڊڪٽر ليزر وڏي پيماني تي ڪميونيڪيشن ليزر ڊوائيسز، ڊجيٽل ليزر اسٽوريج ڊوائيسز، ليزر پروسيسنگ سامان، ليزر مارڪنگ ۽ پيڪنگنگ سامان، ليزر ٽائيپ سيٽنگ ۽ پرنٽنگ، ليزر طبي سامان، ليزر فاصلو ۽ ڪوليميشن ڳولڻ جا اوزار، تفريح ۽ تعليم لاءِ ليزر آلات ۽ سامان، ليزر اجزاء ۽ حصا وغيره ۾ استعمال ٿيندا آهن. اهي ليزر انڊسٽري جي بنيادي حصن سان تعلق رکن ٿا. ايپليڪيشنن جي ان جي وسيع رينج جي ڪري، ليزر جا ڪيترائي برانڊ ۽ ٺاهيندڙ آهن. چونڊ ڪرڻ وقت، اهو مخصوص ضرورتن ۽ ايپليڪيشن فيلڊ تي ٻڌل هجڻ گهرجي. مختلف ٺاهيندڙن وٽ مختلف شعبن ۾ مختلف ايپليڪيشنون آهن، ۽ ٺاهيندڙن ۽ ليزر جو انتخاب منصوبي جي حقيقي ايپليڪيشن فيلڊ جي مطابق ڪيو وڃي.