लेज़र डायोड

लेजर डायोड का व्यावसायिक और औद्योगिक उपयोग हाल ही में नाटकीय रूप से बढ़ा है। ऑप्टिकल विशेषताओं, छोटे आकार और लेजर डायोड की कठोरता ने कई नए उपयोगों को व्यावसायीकरण करने की अनुमति दी है। लेजर डायोड का आउटपुट उनके छोटे आकार को देखते हुए बहुत उज्ज्वल है। आज, कुछ घन इंच जैसे छोटे पैकेजों में निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) स्थितियों के तहत संचालित लेजर डायोड से सैकड़ों वाट बिजली व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। यह विशेषता इन उपकरणों को केबल टीवी ट्रांसमिशन, हाई डेफिनिशन टीवी (एचडीटीवी) विकास और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।

इसके अलावा, अन्य प्रकार के लेज़रों की तुलना में, लेज़र डायोड बहुत कम शक्ति का उपयोग करते हैं। अधिकांश लेज़र डायोड 2 V से कम की वोल्टेज ड्रॉप्स के साथ काम करते हैं और उनकी वर्तमान सेटिंग द्वारा निर्धारित बिजली की आवश्यकता होती है। लेजर डायोड के मामले में कुल मिलाकर 30 प्रतिशत से अधिक क्षमताएं विशिष्ट हैं।

चूंकि लेजर डायोड अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं, इसलिए उन्हें नाजुक कांच के बाड़ों या गैस लेज़रों के दर्पण संरेखण की आवश्यकता नहीं होती है। परिणामी कठोरता और छोटा आकार लेजर डायोड को ऐसे वातावरण और रिक्त स्थान में उपयोग करने की अनुमति देता है जिसमें अन्य प्रकार के लेजर संचालित नहीं हो सकते हैं।

लेजर डायोड की सुसंगतता और एकल तरंग दैर्ध्य विशेषताएँ इन उपकरणों के आउटपुट को विवर्तन सीमित स्थान आकार पर केंद्रित करने में सक्षम बनाती हैं। परिणामी स्थान का आकार लेजर की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है - प्रकाश की तरंग दैर्ध्य जितनी कम होगी, स्थान का आकार उतना ही छोटा होगा जो उत्पन्न हो सकता है। छोटे नीले और यूवी तरंगदैर्घ्य पर ऑपरेशन छोटे स्पॉट आकार को संभव बनाता है, परिणामस्वरूप अधिक जानकारी को उच्च घनत्व पर ऑप्टिकल डिस्क पर संग्रहीत करने की इजाजत देता है।

लेजर डायोड का एक अन्य लाभ यह है कि उन्हें उच्च आवृत्तियों पर सीधे संशोधित किया जा सकता है। ड्राइव करंट को संशोधित करके, लेजर डायोड के आउटपुट को हाई-स्पीड डेटा संचार में कई गीगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों के साथ संशोधित किया जाता है।

लो-पावर लेजर डायोड

Low-power laser diodes come in a variety of packages. Most have a monitor photodiode integrated with the laser diode. Generally, laser diodes emit light from both ends of their cavity. By monitoring the rear facet output beam of the laser diode, one can maintain the laser at a constant power level. For power levels in the range of 1 W or less, the most common package used is the TO-Can style and is available in either a 5.6 mm or 9 mm diameter base (Figure 1). Other packages include TO-3 packages for higher power laser diodes (>1 W).

दूरसंचार लेजर डायोड बटरफ्लाई 14-पिन पैकेज में आते हैं। अधिकांश में थर्मो-इलेक्ट्रिक कूलर (टीईसी) मॉड्यूल दोनों शामिल हैं, और सभी में गर्मी अपव्यय के लिए एक माउंटिंग प्लेट शामिल है।

स्पंदित लेजर डायोड के लिए समाक्षीय डिब्बे सहित कई अन्य पैकेजों का उपयोग किया जाता है और सीडी / डीवीडी शैली के लेजर डायोड के साथ विभिन्न प्रकार के फाइबर पिगटेल लेजर डायोड को एक कस्टम डिज़ाइन किए गए आवास में एकीकृत किया जाता है जिसमें ऑप्टिक्स और एक फाइबर आउटपुट शामिल होता है।

लंबवत गुहा सतह उत्सर्जक लेजर (वीसीएसईएल) को ऑप्टिकल कंप्यूटिंग, प्रिंटिंग और संचार में उपयोग के लिए 2-डी सरणी में बनाया जा सकता है। उनकी लेज़र संरचना में एक गोलाकार एपर्चर होता है जिससे आउटपुट बीम को एक साधारण गोलाकार लेंस का उपयोग करके आसानी से समेटा जा सकता है।

हाई-पावर लेजर डायोड

हाल ही में लगभग 0.8–1.1 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य रेंज में काम करने वाले उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड अपने व्यापक अनुप्रयोगों के कारण बहुत अधिक ध्यान आकर्षित कर रहे हैं। इन लेज़रों का उपयोग सॉलिड-स्टेट लेज़रों के ऑप्टिकल पंपिंग में किया जाता है, जैसे कि एनडी: वाईएजी, पारंपरिक फ्लैश लैंप डिज़ाइन की जगह। उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड को डाइइलेक्ट्रिक क्रिस्टल के अवशोषण बैंड में ट्यून किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप लेजर रॉड की अधिक कुशल पंपिंग होती है, जिससे प्रकाश की एक उच्च-शक्ति केंद्रित सुसंगत बीम उत्सर्जित होती है। इस बीम का उपयोग विभिन्न प्रकार के औद्योगिक, चिकित्सा और सैन्य अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। व्यापक तरंग दैर्ध्य रेंज में विभिन्न प्रकार के ढांकता हुआ क्रिस्टल के अवशोषण बैंड से मेल खाने के लिए लेजर डायोड विकसित किए गए हैं।

सॉलिड-स्टेट लेजर रॉड्स के पंपिंग से जुड़े अनुप्रयोगों के अलावा, फाइबर ऑप्टिक दूरसंचार उद्देश्यों के लिए उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड भी बहुत उपयोगी होते हैं। इन अनुप्रयोगों में, 980 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर काम करने वाले एक उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड का उपयोग एर्बियम डोपेड फाइबर एम्पलीफायरों के लिए पंप स्रोत के रूप में किया जाता है। इस तरह के ऑप्टिकल एम्पलीफायरों का उपयोग लंबी दूरी की दूरसंचार लाइनों के साथ फैलने वाले 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य दूरसंचार संकेतों के प्रत्यक्ष ऑप्टिकल प्रवर्धन में किया जाता है। इस फैशन में, विद्युत एम्पलीफाइंग सर्किट का उपयोग करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और ऑप्टिकल सिग्नल सीधे अधिक दक्षता के साथ, और प्रकाश सिग्नल को विद्युत सिग्नल और बैक में बदलने की आवश्यकता के बिना सीधे प्रवर्धित होते हैं।

कई उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड बार को एक दूसरे के ऊपर स्टैक करके, संभावित रूप से किलोवाट की सीमा में आउटपुट पावर के साथ स्टैक्ड लेजर डायोड एरेज़ बनाना संभव है। इस तरह के उपकरण औद्योगिक वेल्डिंग और धातुओं और विभिन्न अन्य सामग्रियों की सटीक कटाई जैसे अनुप्रयोगों में नई संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला खोलते हैं।

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