সেমিকন্ডাক্টর লেজার: ডিভাইসে ধরনের, অপারেটিং নীতি, ব্যবহারের

সেমিকন্ডাক্টর লেজার কোয়ান্টাম জেনারেটর অর্ধপরিবাহী ভিত্তিক সক্রিয় মাঝারি, যেখানে শাণিত নির্গমন দ্বারা অপটিক্যাল বিকাস এলাকায় ফ্রি বাহকদের একটি উচ্চ ঘনত্ব এ কোয়ান্টাম শক্তির মাত্রা মধ্যে ট্রানজিশনে নির্মিত হয়।

সেমিকন্ডাক্টর লেজার: অপারেশন নীতিকে

সাধারণত, ইলেকট্রন সংখ্যাগরিষ্ঠ যোজ্যতা স্তরে অবস্থিত। পদ্ধতির ফোটন শক্তি শক্তি ব্যান্ড ফাঁক, একটি অর্ধপরিবাহী মাত্রাধিক সময়, ইলেকট্রন উত্তেজনা দশায় আসা, এবং নিষিদ্ধ জোন ভঙ্গ, একটি বিনামূল্যে জোন মধ্যে চলন্ত, তার নিম্ন প্রান্ত এ মনোযোগ। একইসঙ্গে, একটি গর্ত ঝালর স্তর সালে গঠিত, তার উপরের সীমানা ওঠা। মুক্ত অঞ্চলে ইলেকট্রন গর্ত সঙ্গে পুনর্মিলিত, ফোটন আকারে শক্তি ফেটে জোন শক্তি সমান, দীপক। রিকমবিনেশন যথেষ্ট শক্তি স্তর সঙ্গে ফোটন দ্বারা বর্ধিত করা যেতে পারে। সংখ্যাসূচক বিবরণ ফার্মির বণ্টনের ফাংশনের অনুরূপ।

যন্ত্র

অর্ধপরিবাহী লেজারের ডিভাইস একটি হল লেজার ডায়োডের পরিবাহী অর্ধপরিবাহী p- এবং N-type সঙ্গে যোগাযোগ বিন্দু - এলাকা পি-এন-রূপান্তরটি শক্তি ইলেকট্রন এবং গর্ত pumped। তদ্ব্যতীত, সেখানে যা মরীচি আলো এবং কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজার, যা জোন মধ্যে ট্রানজিশন উপর ভিত্তি করে এর ফোটন শোষণ দ্বারা গঠিত অপটিক্যাল শক্তি ইনপুট দিয়ে অর্ধপরিবাহী লেজার হয়।

গঠন

নিম্নরূপ বৈশিষ্টসূচক যৌগিক অর্ধপরিবাহী লেজার এবং অন্যান্য optoelectronic ডিভাইসে ব্যবহৃত:

• গ্যালিয়াম arsenide;
• গ্যালিয়াম phosphide;
• গ্যালিয়াম nitride;
• indium phosphide;
• indium গ্যালিয়াম arsenide;
• গ্যালিয়াম অ্যালুমিনিয়াম arsenide;
• গ্যালিয়াম-indium-গ্যালিয়াম nitride;
• phosphide, গ্যালিয়াম-indium।

তরঙ্গদৈর্ঘ্য

এই যৌগ - সরাসরি-ফাঁক সেমি কন্ডাক্টর। Indirect- (সিলিকন) যথেষ্ট শক্তি এবং দক্ষতার সঙ্গে হালকা নির্গত হয় না। তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিকিরণ ডায়োডের লেজার এর বিশেষ যৌগ ব্যান্ড ফাঁক পন্থা ফোটন শক্তি শক্তির উপর নির্ভর করে। 3- এবং 4-উপাদান অর্ধপরিবাহী যৌগের শক্তি ব্যান্ড ফাঁক ক্রমাগত বিস্তৃত ওভার ভিন্নতা হতে পারে। AlGaAs এ = আল _x গা _{1-এক্স} হিসাবে, উদাহরণস্বরূপ, বৃদ্ধি অ্যালুমিনিয়াম বিষয়বস্তু (x এর মধ্যে বৃদ্ধি) শক্তি ব্যান্ড ফাঁক বৃদ্ধির প্রভাব রয়েছে।

সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী লেজার বর্ণালী ইনফ্রারেড কাছাকাছি অংশে চালনা করার সময়, কিছু লাল (গ্যালিয়াম indium phosphide), নীল অথবা রক্তবর্ণ (গ্যালিয়াম nitride) রং নির্গত হয়। গড় ইনফ্রারেড অর্ধপরিবাহী লেজারের (লিড selenide) এবং কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজার।

জৈব সেমি কন্ডাক্টর

এছাড়া উপরে অজৈব যৌগের ব্যবহার করা হয় এবং জৈব হতে পারে। যথাযথ প্রযুক্তি উন্নয়ন অধীন এখনও, কিন্তু তার উন্নয়ন উল্লেখযোগ্যভাবে লেজার উৎপাদন খরচ কমানোর জন্য প্রতিশ্রুতি। এ পর্যন্ত, শুধুমাত্র অপটিক্যাল শক্তি ইনপুট এবং উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন বৈদ্যুতিক পাম্প এখনো পৌঁছে করা হয়েছে জৈব লেজার উন্নত।

প্রজাতি

বিভিন্ন পরামিতি এবং আবেদন মান অর্ধপরিবাহী লেজার একটি বহুবচন দ্বারা।

ছোট লেজার ডায়োড উচ্চ মানের যান্ত্রিক বিকিরণ যার ক্ষমতা পাঁচশত milliwatts করতে কয়েক শত থেকে রেঞ্জ একটি মরীচি উত্পাদন। লেজার ডায়োডের চিপ পাতলা আয়তক্ষেত্রাকার প্লেট, যা একটি waveguide হিসেবে কাজ করে, বিকিরণ একটি ছোট স্থান সীমাবদ্ধ থেকে যায়। ক্রিস্টাল বৃহৎ এলাকার PN-রূপান্তরটি তৈরি করতে উভয় পক্ষের সঙ্গে doped। Perot ইন্টারফেরোমিটার - পালিশ প্রান্ত একটি Fabry একজন অপটিক্যাল অনুনাদক তৈরি করুন। ফোটন গহ্বর মাধ্যমে ক্ষণস্থায়ী পুনর্সমম্বয় বিকিরণ বৃদ্ধি হবে কারণ; বংশানুক্রমে শুরু হবে। তারা লেজার পয়েন্টার, CD- এবং ডিভিডি প্লেয়ার, সেইসাথে ফাইবার অপটিক ব্যবহার করা হয়।

নিম্ন শক্তি লেজার ও স্বল্প ডাল উৎপাদিত ঘটনা সুসংগত পারে একটি বহিস্থিত গহ্বর সঙ্গে কঠিন লেজার।

একটি বহিস্থিত গহ্বর একটি লেজার ডায়োডের গঠিত, যা লাভ মাঝারি আরো লেজার-অনুনাদক রচনা একটি ভূমিকা পালন করে দিয়ে অর্ধপরিবাহী লেজার। তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন সক্ষম এবং একটি সংকীর্ণ নির্গমন ব্যান্ড আছে।

ইনজেকশন লেজার একটি বিস্তৃত ব্যান্ড বিকিরণ অর্ধপরিবাহী অঞ্চল হয়, বিভিন্ন ওয়াটস একটি নিম্ন মানের মরীচি ক্ষমতা তৈরি করতে পারেন। এটা একটা পাতলা সক্রিয় স্তর p- এবং এন-স্তর মধ্যে বিন্যস্ত, একটি ডবল heterojunction বিরচন নিয়ে গঠিত। পার্শ্বীয় দিক আলোর কারাবাস প্রক্রিয়া যা উচ্চ মরীচি উপবৃত্ততা এবং অপ্রত্যাশিতভাবে উচ্চ থ্রেশহোল্ড স্রোত ফলাফল অনুপস্থিত,।

শক্তিশালী ডায়োডের অ্যারে, ডায়োড, ব্রডব্যান্ড, ওয়াট দশ মাঝারি মানের ক্ষমতার একটি মরীচি উৎপাদন করতে সক্ষম একটি অ্যারের গঠিত।

ডায়োড এর শক্তিশালী দ্বি-মাত্রিক অ্যারে ওয়াট শত সহস্র একটি ক্ষমতা তৈরি করতে পারেন।

সারফেস-emitting লেজার (VCSEL) প্লেট ঋজু বিভিন্ন milliwatts আলো আউটপুট মরীচি মানের emitting। অনুনাদক আয়নার বিকিরণ পৃষ্ঠ dynes মধ্যে স্তর আকারে ¼ বিভিন্ন সঙ্গে তরঙ্গ প্রয়োগ করা হয় উপর প্রতিসারক সূচকের। একটি একক চিপ উপর কয়েক শত লেজার, যা ব্যাপক উৎপাদন সম্ভাবনা খুলে করা যেতে পারে।

সি VECSEL অপটিক্যাল শক্তি ইনপুট এবং একটি বহিস্থিত অনুনাদক একটি মোড লকিং বিভিন্ন ওয়াট ভাল মানের ক্ষমতার একটি মরীচি উত্পাদন সক্ষম লেজার।

ওয়ার্ক অর্ধপরিবাহী লেজারের কোয়ান্টাম ক্যাসকেড ব্যান্ড মধ্যে ট্রানজিশন উপর ভিত্তি করে (interband বিপরীতে) প্রকার। এই ডিভাইসগুলি ইনফ্রারেড বর্ণালীর মাঝখানে অঞ্চলের নির্গত, কখনও কখনও terahertz সীমার মধ্যে। তারা গ্যাস বিশ্লেষক হিসাবে উদাহরণস্বরূপ ব্যবহার করা হয়,।

সেমিকন্ডাক্টর লেজার: আবেদন এবং প্রধান ড

অত্যন্ত বৈদ্যুতিকভাবে মধ্যপন্থী ভোল্টেজের এ pumped সঙ্গে উচ্চ শক্তি ডিত্তড lasers শক্তি সরবরাহ অত্যন্ত কার্যকর উপায় হিসেবে ব্যবহার করা হয় কঠিন অবস্থা লেজার।

সেমিকন্ডাক্টর লেজার ফ্রিকোয়েন্সি বৃহৎ পরিসর যে দৃশ্যমান ইনফ্রারেড কাছাকাছি ও মাধ্যমিক ইনফ্রারেড বর্ণালীর অংশ অন্তর্ভুক্ত কাজ করতে পারে। তৈরী করা হয়েছে ডিভাইসের এছাড়াও izducheniya ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন।

লেজার ডায়োড দ্রুত সুইচ এবং অপটিক্যাল ক্ষমতা যে ফাইবার অপটিক যোগাযোগ লাইন ট্রান্সমিটার ব্যবহার করা হয় modulate পারবেন না।

এই বৈশিষ্ট্য করেছেন অর্ধপরিবাহী লেজার প্রযুক্তিতে মেজার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধরনের হয়। তারা ব্যবহৃত হয়:

• একটি টেলিমেট্রি সেন্সর, pyrometers, অপটিক্যাল উচ্চতামাপক যন্ত্র, rangefinders, দর্শনীয়, হোলগ্রফ্;
• ফাইবার অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন সিস্টেম ও ডাটা স্টোরেজ, সুসঙ্গত যোগাযোগ ব্যবস্থার মধ্যে;
• লেজার প্রিন্টার, ভিডিও প্রজেক্টর, পয়েন্টার, বার কোড স্ক্যানার, ইমেজ স্ক্যানার, সিডি-খেলোয়াড় (ডিভিডি, সিডি ব্লু-রে);
• নিরাপত্তা সিস্টেম, কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি, অটোমেশন, সূচক মধ্যে;
• অপটিক্যাল মেট্রোলজি এবং বর্ণালিবীক্ষণ যন্ত্র মধ্যে;
• সার্জারি এ, দন্তচিকিৎসা, Cosmetology, থেরাপি;
• পানি পরিশোধন, উপাদান হ্যান্ডলিং, কঠিন অবস্থা লেজার পাম্পিং, আকাশ প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা শিল্প শ্রেণীবিভাজন মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়ার, শিল্প যন্ত্রপাতি, ইগনিশন সিস্টেম, এবং নিয়ন্ত্রণ।

নাড়ি আউটপুট

সর্বাধিক অর্ধপরিবাহী লেজারের একটি ক্রমাগত মরীচি জেনারেট করে। প্রবাহ স্তরের ইলেকট্রন সংক্ষিপ্ত বসবাসের সময় দরুন তারা একটি প্রশ্ন-সুইচড ডাল জেনারেট করার জন্য খুব উপযুক্ত নয়, কিন্তু অপারেশন আপাতদৃষ্টিতে একটানা মোড উল্লেখযোগ্যভাবে কোয়ান্টাম জেনারেটরের ক্ষমতা বৃদ্ধি করতে পারেন। উপরন্তু, অর্ধপরিবাহী লেজার ultrashort নাড়ি মোড-লক বা লাভ সুইচিং প্রজন্মের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। গড় ক্ষমতা সংক্ষিপ্ত ডাল, সাধারণত VECSEL-দৃষ্টিশক্তি pumped লেজার, যা আউটপুট ওয়াট এককের হিসাবে বিদ্যুৎশক্তি gigahertz দশ একটি ফ্রিকোয়েন্সি সঙ্গে picosecond ডাল মাপা ছাড়া কয়েক milliwatts সীমাবদ্ধ।

মড্যুলেশন এবং স্থিতিশীল

অর্ধপরিবাহী লেজার প্রবাহ ব্যান্ড সংক্ষিপ্ত বাসভবন ইলেক্ট্রন সুবিধা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির যা VCSEL-লেজার 10 গিগাহার্জ অতিক্রম করে আছে modulate করার দক্ষতা। এটা তোলে অপটিক্যাল তথ্য সঞ্চার, বর্ণালিবীক্ষণ যন্ত্র, লেজার স্থিতিশীল ব্যবহার করা হয়েছে।