Semiconductor Lasers: ڊوائس جي قسمن، جو آپريٽنگ اصول، جو استعمال

Semiconductor lasers quantum مولد ٻڌل semiconductor سرگرم وچولي، جنھن stimulated emission جي نظريي amplification جي علائقي ۾ آزاد چارج carriers جي هڪ اعلي ڪنسنٽريشن تي quantum توانائي ليول جي وچ ۾ عبوري ۾ پيدا ٿيو آهي.

Semiconductor ليزر: آپريشن جي اصول

عام طور تي، جي valency سطح تي واقع electrons جي اڪثريت. اچڻ photon توانائي توانائي جي ٽولي وٿي، هڪ semiconductor کان وڌيڪ دوران، electrons excitation جي حالت ۾ اچي، ۽ حرام زون ٽوڙڻ، هڪ آزاد زون ۾ هوا، ان جي هيٺين پاسيري تي رهيون. جهازن، هڪ سوراخ کي valence سطح ۾ ٺهيل آهي، ان جي اپر سرحد ڏانهن وڌي رهي. آزاد زون ۾ electrons سوراخ سان recombine، توانائي جي rupture زون جي توانائي جي برابر radiating، photons جي روپ ۾. Recombination ڪافي توانائي جي سطح سان photons جي بهتر ٿي سگهي ٿو. عددي بيان جي Fermi ورڇ فعل ڪري سگهي.

اوزار

هن semiconductor ليزر جي ڊوائس هڪ آهي ليزر diode جي conductive semiconductor p- ۽ ن-قسم سان رابطي جي نقطي - جي علائقي ص (ن)-ڪميونزم ۾ توانائي electrons ۽ سوراخ pumped. ان کانسواء، ڪو نظريو توانائي پٽ جنهن ۾ سنڌ جي شعاع نور ۽ quantum cascade lasers جي photons، جنهن جي علائقن اندر transitions تي مشتمل آهن جي جذب جي ٺهيل آهي سان semiconductor lasers آهن.

ساخت

عام، semiconductor lasers ۽ ٻين optoelectronic ڊوائيسز ۾ استعمال ھلي طور مرڪب:

• gallium arsenide؛
• gallium phosphide؛
• gallium nitride؛
• indium phosphide؛
• indium gallium arsenide؛
• gallium المونيم arsenide؛
• gallium-indium-gallium nitride؛
• phosphide، gallium-indium.

wavelength

اهي مرڪب - سڌو-وٿي semiconductors. Indirect- (silicon) ڪافي قوت ۽ افاديت سان روشني وجھندا نه رکندو آھي. جي wavelength جي تاب جي diode ليزر جي جي خاص مرڪب جي ٽولي وٿي پڙهجي ته photon توانائي جي توانائي تي دارومدار. هن 3- ۽ 4-اتحاد semiconductor مرڪب توانائي ٽولي وٿي لاڳيتو هڪ وسيع حد جي حوالي سان مختلف نوعيت جي ٿي سگهي ٿي. AlGaAs تي = عن _x Ga _1-x، جيئن مثال طور، المونيم مواد (x ۾ اضافو ٿيو) وڌندا جي توانائي ٽولي وٿي ۾ وڌي جو اثر ڇڏيو آهي.

سڀ کان عام semiconductor lasers جي spectrum جي ويجهو infrared حصي ۾ هلائڻ، جڏهن ته، ڪجهه لال (gallium indium phosphide)، نيرو يا واڱڻائي (gallium nitride) رنگ مني وجھندا آھيو. سراسري infrared semiconductor ليزر (ڏس selenide) ۽ quantum cascade lasers.

حياتياتي semiconductors

مٿين inorganic مرڪب کان سواء استعمال ڪيو ۽ حياتياتي ٿي سگهي ٿو. مناسب ٽيڪنالاجي ترقي هيٺ اڃا به آهي، پر ان جي ترقي بامعني lasers جي پيداوار جي قيمت جي خاتمي لاء واعدو ڪيو. پوء پري، نظريي توانائي پٽ ۽ اعلي ڪارڪردگي اليڪٽرڪ پمپ سان رڳو ترقي حياتياتي lasers موجود پهچي نه ڪيو ويو آهي.

ذات

مختلف اصولن ۽ درخواست قدر سان semiconductor lasers جي هڪ plurality جو قسم آھي.

ننڍي ليزر diodes اعلي معيار مشيني تاب جن جي طاقت چند سئو پنج سؤ ڪرڻ milliwatts کان سلسلن جي هڪ شعاع پيدا ڪري. هن ليزر diode چپ هڪ پتلي مستطيل پتل، جنهن هڪ waveguide ڏي ٿو، جو تاب هڪ ننڍي جڳهه تائين محدود کان آهي. ٿانون جي هڪ وڏي علائقي جي هڪ pn-ڪميونزم پيدا ڪرڻ جي ٻنهي پاسن سان doped. Perot interferometer - جي پالش ڪري ڇڏيندي هڪ Fabry جي هڪ نظريي resonator ٺاهي. Photon جو نلڪيون ذريعي ڪارڻ سبب ڪري recombination تاب اضافو ٿيندو، ۽ ان جي نسل کي شروع ڪندو. هنن ۾ ليزر پوئينٽر، CD- ۽ ڊي-رانديگرن، گڏو گڏ مڱريو optic ۾ استعمال ٿيندا آهن.

گھٽ طاقت lasers ۽ مختصر دال generating لاء هڪ ظاهري نلڪيون سان بيڪار lasers ڏينهن synchronize ڪري سگهون ٿا.

هڪ ليزر diode، جنهن جو ملھ وچولي جي انشا وڌيڪ ليزر-resonator ۾ هڪ ڪردار ادا ڪري مشتمل هڪ ظاهري نلڪيون سان semiconductor lasers. wavelengths بدلجندڙ ۽ هڪ تنگ emission ٽولي ڪئي جي قابل.

وجھڻ lasers، هڪ وسيع ٽولي ۾ تاب جي semiconductor علائقي آهن ڪيترن ئي Watts جي هڪ گهٽ معيار شعاع بجلي پيدا ڪري سگهن ٿا. اهو هڪ پتلي سرگرم پرت جي p- ۽ ن-پرت جي وچ ۾ اڪلايا، هڪ اڀي heterojunction نظر ايندا سڃاڻي. جي lateral رخ ۾ نور جي گهر ڀاتين جي جيالا مليل آهي، جنهن کي تيز شعاع ellipticity ۽ unacceptably اعلي حد واهه ۾ نتيجا.

طاقتور diode arrays، diodes، broadband، watts جي جان نثارن جي mediocre معيار طاقت جي هڪ شعاع گذارڻ جي قابل جي هڪ ڪيريو جي consisting.

diodes جي طاقتور ٻه-dimensional arrays watts جي هزارين مان سو جو بجلي پيدا ڪري سگهن ٿا.

مٿاڇري-ڪرڻباري lasers (VCSEL) جي پليٽ کي perpendicular ڪيترن ئي milliwatts ۾ نور جي اوٽ شعاع معيار ڪرڻباري. جي resonator ائين جو تاب مٿاڇري تي dynes ¼ مختلف سان موج ۾ وڇوٽين جي صورت ۾ لاڳو ڪيو آهي refractive-ڏساڪ. ھڪ چپ تي جنهن ڪاميٽي جي پيداوار جو امڪان در ڪيترن ئي سئو lasers ڪيو ٿي سگهي ٿو،.

سي VECSEL نظريي توانائي پٽ ۽ هڪ ٻاهرين resonator هڪ صورت اڏ تي ڪيترن ئي watts جي سٺي معيار طاقت جي هڪ شعاع generating جي قابل lasers.

ڪم semiconductor ليزر quantum cascade کي پھتو اندر transitions (جي interband کي ان جي ابتڙ ۾) جي بنياد تي قسم. هنن ڊوائيسز جي infrared spectrum جي وچ واري علائقي ۾ مني وجھندا آھيو، ڪڏهن ڪڏهن ته terahertz حد ۾. اهي گئس analyzers جيئن مثال طور استعمال ڪري رهيا آهن،،.

Semiconductor lasers: جي درخواست ۽ جي مکيه خ

انتهائي electrically اعتدال voltages تي pumped سان هاء-وس diode lasers توانائي نه ڌريو جي انتهائي مؤثر وسيلو طور استعمال ڪري رهيا آهن بيڪار رياست lasers.

Semiconductor lasers frequencies جي هڪ وڏي حد تائين ته spectrum جي نظر، ويجهو infrared ۽ وچين infrared حصو شامل آهي ۾ هلائڻ ڪري سگهو ٿا. به izducheniya گهڻي تبديل ڪرڻ لاء پيدا ڪيو ڊوائيسز.

ليزر diodes تڪڙو صفا ۽ نظريي کي طاقت آهي ته مڱريو optic رابطي سٽون حديثون ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي modulate ڪري سگهو ٿا.

اهي ڪنڀار ڪيو semiconductor lasers technologically maser جي سڀ کان اهم قسم آهن. اهي استعمال ٿيندا آهن:

• هڪ telemetry sensors، pyrometers، نظريي altimeter، rangefinders، جون چٽيون ڳالھيون، holography؛
• مڱريو نظريي جي سند نظام ۽ ڊيٽا رکڻ ۾، coherent رابطي نظام؛
• ليزر printers، وڊيو projectors، pointers، بار ڪوڊ scanner، تصوير scanner، ڊي رانديگرن (ڊي، ڊي، نشان لڳايو ري)؛
• سيڪيورٽي سسٽم، quantum cryptography، automation، اشارا ۾؛
• نظريي metrology ۽ spectroscopy ۾؛
• سرجري ۾، Dentistry، cosmetology، بيمارين؛
• پاڻي پاڪ، سامان سنڀالڻ، بيڪار رياست lasers، صنعتي نبيري ۾ ڪيميائي ردعمل جي قبضي، صنعتي مشينري، ignition نظام، ۽ هوائي دفاعي نظام جي سيء.

جي چرپر جي اوٽ

گهڻو ڪري semiconductor ليزر هڪ مسلسل شعاع ٺاھي ٿو. جي conduction سطح ۾ electrons جي مختصر رهائش وقت جي ڪري اھي ھڪ ق-پيام دال generating لاء بلڪل مناسب نه آهي، پر آپريشن جي ظاهري-مسلسل صورت ۾ بامعني جي quantum Generator کي طاقت ۾ اضافو ڪري سگهو ٿا. ان کان سواء، semiconductor lasers ultrashort نبض صورت-علي چوهاڻ يا ڪجهه حاصل ڪرڻ جو تازو جي نسل وارن لاء استعمال ڪري سگهجي ٿو. سراسري طور اقتدار مختصر دال، اڪثر VECSEL-optically pumped lasers، جنهن جي اوٽ wattage gigahertz جي جان نثارن ۾ هڪ گهڻي سان picosecond دال ماپ کان سواء ڪجھه milliwatts تائين محدود.

modulation ۽ stabilization

semiconductor lasers جي conduction ٽولي ۾ مختصر رهائش برقيو جي ٻارڙي جي اعلي ات جنهن VCSEL-lasers 10 GHz ڏيندو آهي modulate ڪرڻ جي صلاحيت آهي. اهو نظريو ڊيٽا سند، spectroscopy، ليزر stabilization ۾ استعمال ڪيو ويو آهي.