लेजर डायोड का क्या मतलब है?
लेजर 1960 के दशक में आविष्कार प्रकाश स्रोत का एक प्रकार है। लेजर अंग्रेजी में "प्रकाश प्रवर्धन के उत्तेजित उत्सर्जन" के लिए एक संक्षिप्त शब्द है । कई प्रकार के लेजर हैं, जो कुछ फुटबॉल मैदानों के लिए बड़े हैं और चावल या नमक के एक अनाज के लिए छोटे हैं । गैस लेजर हीलियम-नीयन लेजर और आर्गन लेजर है; एक ठोस राज्य लेजर एक माणिक लेजर है; सेमीकंडक्टर लेजर में लेजर डायोड होते हैं, जैसे सीडी प्लेयर्स, डीवीडी प्लेयर्स और सीडी-रोम में। प्रत्येक लेजर लेजर प्रकाश के उत्पादन की अपनी अनूठी विधि है। लेजर में कई गुण होते हैं: पहला, लेजर मोनोक्रोम, या एकल आवृत्ति हैं। ऐसे लेजर हैं जो एक ही समय में अलग-अलग आवृत्तियों का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन इन लेजर को अलग-अलग किया जाता है और अलग-अलग उपयोग किया जाता है। दूसरा, लेजर सुसंगत प्रकाश कर रहे हैं। सुसंगत प्रकाश की विशेषता यह है कि इसकी सभी प्रकाश तरंगों को सिंक्रोनाइज्ड किया जाता है, और पूरी बीम एक "तरंग ट्रेन" की तरह है। फिर, लेजर अत्यधिक केंद्रित है, जिसका अर्थ है कि इसे फैलाया जा सकता है या अभिसरण होने से पहले इसे लंबा रास्ता तय करना पड़ता है।
सेमीकंडक्टर उपकरणों के उत्तेजित उत्सर्जन पीएन जंक्शन के इंजेक्शन से महसूस किया जाता है। इसमें अर्धचालक उपकरणों की विशेषताएं हैं: छोटी मात्रा, सरल संरचना, उच्च दक्षता और प्रत्यक्ष मॉड्यूलेशन, लेकिन आउटपुट पावर, मोनोक्रोमिटी और दिशा अन्य लेजर की तरह अच्छी नहीं हैं।
उत्तेजित उत्सर्जन के तीन घटक हैं: लेजर सामग्री, कण संख्या उलटा वितरण और सुनाई देती गुहा। केवल प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर सामग्री ही लेजर डायोड बना सकती है, जिसमें III शामिल है। - वी कंपाउंड सेमीकंडक्टर (GaAs, InP, आदि) और इसके तीन युआन, चार युआन ठोस समाधान (Ga1 xAlxAs, In1 - xGaxAs1 yPy, आदि), IV.- VI यौगिक ठोस समाधान (Pb1 - xSnxTe, आदि)। एकल क्रिस्टल दिशा, काटने और चमकाने के बाद, पीएन जंक्शन एक निश्चित क्रिस्टल सतह पर बनाया जाता है जैसे कि प्रसार या विभिन्न एपीटैक्सियल तरीकों या रासायनिक वाष्प जमाव विधियों द्वारा (001)।
1 9 62 के शरद ऋतु में, 77K के तहत स्पंदित नाड़ी का होमोसजंक्शन गास लेजर डायोड पहली बार विकसित किया गया था। १९६४ में अपने काम के तापमान कमरे के तापमान के लिए उठाया गया था । १९६९ में, एक एकल हेट्रोजंक्शन लेजर डायोड, जो कमरे के तापमान पर दालों का उत्पादन किया, १९७० में ga1-xalxas/GaAs डबल हेट्रोजंक्शन (DH) लेजर डायोड का एक सतत काम करने के लिए बनाया गया था । तब से लेजर डायोड तेजी से विकसित हुआ है। Ga1-xAlxAs/GaAsDH लेजर डायोड की जीवन प्रत्याशा 1975 में १०५ घंटे से अधिक हो गई । in1-xgaxas1-ypy/InP लंबी तरंगदैर्ध्य DH लेजर डायोड ने भी महत्वपूर्ण प्रगति की, इस प्रकार ऑप्टिकल फाइबर संचार और अन्य अनुप्रयोगों के विकास को बढ़ावा दिया । Pb1 xSnxTe IV द्वारा भी दिखाई दिया। - छठी कबीले सामग्री जैसे दूर अवरक्त तरंगदैर्ध्य लेजर डायोड।
पीएन जंक्शन की दिशा में, सजातीय गाँठ, एकल विषमता, दोहरी विषमता, क्रमशः सीमा, बड़ी गुहा आदि हैं। पीएन जंक्शन प्लेन स्ट्रक्चर (जैसे, इलेक्ट्रोड बार, फ्लैट बार, प्रोटॉन इन बार बार, बार ग्रूव सब्सट्रेट, स्टेप्स, दफन क्षैतिज बार, बार, संपीड़न बार आदि) में बार करें); अनुतादक फैब्री-पेरोट गुहा, वितरण प्रतिक्रिया और ब्रैग प्रतिबिंब के रूप में है। विभिन्न सेमीकंडक्टर हेट्रोस्ट्रक्चर जाली बेमेल के साथ, उन्हें निषिद्ध बैंड चौड़ाई और अपवर्तक सूचकांक के अंतर में उपयोग करें, लगभग पूरी तरह से वाहक सीमन और ऑप्टिकल सीमन के पी-एन जंक्शन की ऊर्ध्वाधर दिशा में प्राप्त कर सकते हैं। जंक्शन की दिशा के समानांतर विभिन्न प्रकार के बार एक संकीर्ण क्षेत्र पर वर्तमान को केंद्रित कर सकते हैं और लाभ वेवगाइड या अपवर्तक सूचकांक वेवगाइड प्रदान कर सकते हैं। इन संरचनात्मक सुधारों ने लेजर डायोड के प्रदर्शन में काफी सुधार किया है।
लेजर डायोड अनिवार्य रूप से एक अर्धचालक डायोड है, पी-एन जंक्शन के अनुसार एक ही सामग्री है, लेजर डायोड जंक्शन, एकल हेट्रोजंक्शन (एसएच), डबल हेट्रोस्ट्रक्चर (डीएच) और क्वांटम वेल (है) लेजर डायोड सजातीय में विभाजित किया जा सकता है। क्वांटम वेल लेजर डायोड में कम सीमा वर्तमान और उच्च उत्पादन शक्ति का लाभ है, जो वर्तमान बाजार आवेदन का मुख्यधारा का उत्पाद है।
लेजर के साथ तुलना में, लेजर डायोड उच्च दक्षता, छोटी मात्रा, लंबी सेवा जीवन के फायदे हैं, लेकिन इसकी उत्पादन शक्ति छोटी है (आमतौर पर 2 मेगावाट से कम), रैखिक, गरीब मोनोक्रोमेसिटी, बहुत अच्छा है, यह केबल टीवी सिस्टम के आवेदन में सीमित है, बहु-चैनल, उच्च प्रदर्शन एनालॉग संकेतों को संचारित नहीं कर सकता है। द्विदिशात्मक ऑप्टिकल रिसीवर के इको मॉड्यूल में, एक क्वांटम वेल लेजर डायोड का उपयोग प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है।
लेजर डायोड की संरचना
लेजर डायोड की संरचना और प्रतीक आंकड़ा 1 में दिखाया गया है।
लेजर डायोड की भौतिक संरचना प्रकाश उत्सर्जक डायोड जंक्शन में है जो सेमीकंडक्टर की गतिविधि के बीच प्रकाश की एक परत रखी गई है और पॉलिशिंग के बाद इसके अंत में आंशिक रूप से कार्य को प्रतिबिंबित करता है, इस प्रकार एक ऑप्टिकल अनुनादक बनाते हैं। सकारात्मक पूर्वाग्रह के मामले में, एलईडी वास्तविक प्रकाश को ऑप्टिकल गुहा के साथ और बातचीत करने के लिए विकीर्ण करता है, इस प्रकार इस प्रकार इस प्रकार की सामग्री से संबंधित जंक्शन भौतिक गुणों से उत्सर्जित होने वाले प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य को और अधिक प्रोत्साहन देता है।
सेमीकंडक्टर लेजर डायोड का कार्य सिद्धांत सैद्धांतिक रूप से गैस लेजर के समान है। चित्रा 1 (ख) लेजर डायोड का प्रतीक है। लेजर डायोड का उपयोग कंप्यूटर के ऑप्टिकल डिस्क ड्राइव में किया जाता है, और लेजर प्रिंटर में प्रथम श्रेणी के छोटे पावर फोटोइलेक्ट्रिक डिवाइस की छपाई का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
लेजर डायोड संरचना आरेख और प्रतीक
लेजर डायोड का सरल सिद्धांत
सेमीकंडक्टर्स में हल्का उत्सर्जन आमतौर पर वाहक के यौगिक से उत्पन्न होता है। जब सकारात्मक वोल्टेज सेमीकंडक्टर पीएन जंक्शन के साथ जोड़ा जाता है, तो पी-एन जंक्शन बैरियर को कमजोर करें, पीएन जंक्शन क्षेत्र द्वारा इंजेक्शन पी एन क्षेत्र से इलेक्ट्रॉनों को मजबूर करें, पीएन जंक्शन क्षेत्र के बाद पीएन क्षेत्र में पी क्षेत्र से छेद, पी-एन जंक्शन गैर-संतुलन इलेक्ट्रॉनों और छेदों के इंजेक्शन के पास यौगिक होगा, जिससे लैम्ब्डा फोटॉनों के लिए तरंगदैर्ध्य उत्सर्जित होता है, इसका फार्मूला इस प्रकार है:
लैम्ब्डा = एचसी/एग (1)
सूत्र में: एच - प्लैंक स्थिर; सी--प्रकाश की गति; उदाहरण के लिए - एक अर्धचालक की बैंड चौड़ाई।
इलेक्ट्रॉनों और छेदों के सहज पुनर्संयोजन के कारण इस घटना को सहज विकिरण कहा जाता है। जब सेमीकंडक्टर के माध्यम से सहज विकिरण द्वारा उत्पादित फोटॉन, एक बार इलेक्ट्रॉनिक-होल पास के प्रक्षेपण के बाद, यौगिक को प्रेरित कर सकते हैं, नए फोटॉन उत्पन्न करने के लिए, फोटॉन प्रेरित वाहक यौगिक प्रेरित किया है और एक नया फोटॉन उत्तेजित विकिरण कहा जाता है । यदि इंजेक्शन वर्तमान काफी बड़ा है, वाहक वितरण, जो थर्मल संतुलन राज्य के विपरीत है, कणों की संख्या के विपरीत है । बड़ी संख्या में उलटा के मामले में सक्रिय परत के वाहक के रूप में, दो ट्रांसवर्स विनिमय प्रतिबिंब गुहा विकिरण, सकारात्मक प्रतिक्रिया के कारण आवृत्ति चयनात्मक प्रतिध्वनि, या एक निश्चित आवृत्ति पर लाभ है द्वारा प्रेरित सहज विकिरण द्वारा उत्पादित फोटॉनों की एक छोटी राशि। जब लाभ अवशोषण हानि से अधिक होता है, तो पीएन जंक्शन से सुसंगत प्रकाश को एक अच्छी स्पेक्ट्रल लाइन - लेजर के साथ उत्सर्जित किया जा सकता है, जो लेजर डायोड का सरल सिद्धांत है।
प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, वर्तमान उपयोग किए गए अर्धचालक लेजर डायोड में जटिल बहु-परत संरचना है। चित्रा 2 जापान में सैनियो कंपनी के रेड लाइट सेमीकंडक्टर लेजर डायोड की संरचना है । अंजीर । 3 एक छोटा सा पावर लेजर ट्यूब सेक्शन व्यू है। यह देखा जा सकता है कि लेजर चिप गर्मी अपव्यय के लिए इस्तेमाल किया गर्मी सिंक से जुड़ा हुआ है। पिन फोटोडिओड लेजर चिप के पास ट्यूब सीट के निचले हिस्से से जुड़ा हुआ है। साधारण लेजर डायोड की उपस्थिति के लिए चित्रा 4, आंकड़ा दिखाता है, छोटी शक्ति लेजर ट्यूब में तीन पिन होते हैं, ऐसा इसलिए है क्योंकि ट्यूब भी एक फोटोडियोड को समाहित करती है, लेजर ट्यूब की निगरानी के लिए काम करने वाले वर्तमान का उपयोग किया जाता है।