ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر کے لیے ڈیزائن پر غور کریں۔

کے لئے ڈیزائن تحفظاتہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر
یہ مضمون منظم طریقے سے ہائی پاور سیمی کنڈکٹر کے بنیادی ڈیزائن کے تحفظات اور نفاذ کے طریقوں کی وضاحت کرے گا۔لیزر. "برائٹ والیوم کو بڑھا کر پاور اپر لمٹ کو بڑھا کر، تباہ کن آپٹیکل ڈیمیج (COD) سے بچتے ہوئے توانائی کے تبادلوں اور ضائع ہونے کے راستوں کو بہتر بنانا" کے عمومی خیال کی بنیاد پر، 9 اہم پہلوؤں سے ایک گہرائی سے تجزیہ کیا گیا:
1. وسیع اخراج کا علاقہ: وسیع رقبہ کی ساخت کو اپنا کر (جیسے اخراج کے علاقے کی چوڑائی W کو چند مائکرو میٹر سے بڑھا کر 50-200 مائیکرو میٹر) کر کے، زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور کو براہ راست لکیری طور پر بڑھایا جا سکتا ہے، جو کہ واٹ کی سطح پر یا دسیوں واٹ تک سنگل ٹیوب آؤٹ پٹ حاصل کرنے کا بنیادی طریقہ ہے، لیکن یہ بیم کے معیار کو قربان کرتا ہے۔
2. لمبی گہا: گہا کی لمبائی کو بڑھانا بجلی کی حرارتی کارکردگی کو بہتر بنانے اور موثر اور اعلی طاقت کے آپریشن کو حاصل کرنے کی کلید ہے۔ اس کا بنیادی مقصد آلہ کی تھرمل مزاحمت اور مزاحمت کو مؤثر طریقے سے کم کرنے میں مضمر ہے، اس طرح ایکٹو ریجن جنکشن کے درجہ حرارت میں اضافے کو دبانے، پاور سنترپتی اثرات کو کم کرنے، اور آؤٹ پٹ پاور اور کارکردگی کو بہتر بنانے میں ہے۔
3. ویو گائیڈز اور غیر متناسب آپٹیکل کیویٹیز کو چوڑا کرنا: آپٹیکل فیلڈ کی تقسیم کو وسیع کرکے (جیسے کہ غیر متناسب آپٹیکل کیویٹی ڈھانچے کا استعمال کرتے ہوئے)، آپٹیکل فیلڈ اور ہائی جذب نقصان والے علاقوں کے درمیان اوورلیپ کو کم کیا جا سکتا ہے، اندرونی نقصانات کو نمایاں طور پر کم کیا جا سکتا ہے، کوانٹم کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے اور حرارت پیدا کرنا۔ ایک ہی وقت میں، عمودی سمت میں بیم کے معیار کو بھی بہتر بنایا جا سکتا ہے.
4. فل فیکٹر: بار ڈیوائسز میں، فل فیکٹر (روشنی خارج کرنے والے یونٹ کی کل چوڑائی اور بار کی کل چوڑائی کا تناسب) آؤٹ پٹ پاور ڈینسٹی اور تھرمل مینجمنٹ کی مشکل کو متوازن کرنے کے لیے بنیادی پیرامیٹر ہے۔ ہائی فل فیکٹر اعلی طاقت کی کثافت لاتا ہے لیکن اسے انتہائی زیادہ گرمی کی کھپت کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ کم فل فیکٹر تھرمل مینجمنٹ کے لیے زیادہ سازگار ہے اور بھروسے کو بہتر بناتا ہے۔
6. اینڈ فیس پروٹیکشن ٹیکنالوجی: اینڈ فیس کی تباہ کن آپٹیکل مرر ڈیمیج (COMD) تھریشولڈ کو بہتر بنانا بجلی کی رکاوٹ کو توڑنے کی کلید ہے۔ مضمون میں تین اہم ٹیکنالوجیز کی وضاحت کی گئی ہے:
6.1 جوف کی سطح کا پاسویشن اور کوٹنگ: جوف کی تہوں کو جمع کرنے اور ہائی ریفلویویٹی/اینٹی ریفلیکشن فلموں کو کوٹنگ کرنے سے، گہا کی سطح کے نقائص کو ختم کر دیا جاتا ہے، غیر ریڈی ایٹو ری کنبینیشن کو دبایا جاتا ہے، اور COMD کی حد کو نمایاں طور پر بہتر کیا جاتا ہے۔
6.2 نان ابسورپشن ونڈو ٹیکنالوجی: کوانٹم ویل ہائبرڈائزیشن اور دیگر تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے روشنی کے جذب کو کم کرنے اور COMD کو روکنے کے لیے سرے پر ایک شفاف کھڑکی کا علاقہ بنانا۔
6.3 گہا کی سطح پر نان انجیکشن زون ٹیکنالوجی: گہا کی سطح کے قریب ایک موجودہ نان انجیکشن زون متعارف کروائیں تاکہ کیویٹی کی سطح پر کیریئر کے ارتکاز اور نان ریڈی ایٹو ری کمبینیشن کو کم کیا جاسکے۔
7. ہائی برائٹنس ڈیزائن: وسیع ایریا لیزر میں بیم کے خراب معیار کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے ہائی برائٹنس آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے لیے دو تکنیکیں متعارف کرائی گئی ہیں:
7.1 مخروطی ساخت: سامنے والے سرے پر تنگ ویو گائیڈ "سیڈ ایریا" اور پچھلے سرے پر "کون ایمپلیفیکیشن ایریا" کو ملا کر، قوت کو بڑھاتے وقت شعاع کی کوالٹی کو وسعت کی حد کے قریب برقرار رکھا جاتا ہے۔
7.2 موڈ کنٹرول: مائیکرو اسٹرکچرز کو وسیع رینج میں متعارف کرانا تاکہ اعلیٰ ترتیب والے ٹرانسورس موڈز کے نقصان کو منتخب طور پر بڑھایا جا سکے، اس طرح بیم کے معیار کو بہتر بنایا جا سکے۔

8. سٹرین کوانٹم ویل اور سٹرین معاوضہ: کوانٹم ویل کے فعال علاقے میں تناؤ کو متعارف کرانے سے بینڈ کی ساخت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، تفریق کو بڑھایا جا سکتا ہے، اس طرح تھریشولڈ کرنٹ کو کم کیا جا سکتا ہے، کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور اعلی درجہ حرارت کی خصوصیات میں اضافہ ہو سکتا ہے۔ تناؤ کے معاوضے کی ٹکنالوجی مخالف تناؤ کے ساتھ رکاوٹ کی تہوں کو بڑھا کر تناؤ اور نقائص کے جمع ہونے سے روکتی ہے، مواد کے معیار کو یقینی بناتی ہے۔
9. اعلی درجے کی تھرمل مینجمنٹ اور کم تناؤ کی پیکیجنگ: ہائی پاور کثافت کی وجہ سے گرمی کی کھپت کے چیلنجوں کے جواب میں، یہ مضمون نئے ہیٹ سنک میٹریلز (جیسے ڈائمنڈ کمپوزٹ میٹریل)، مائیکرو چینل کولرز، اور پیکیجنگ ٹیکنالوجیز متعارف کرایا گیا ہے جس میں انتہائی اعلیٰ صلاحیت اور حرارتی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے کم دباؤ والے انٹرفیس مواد کا استعمال کیا گیا ہے۔
10. تقسیم شدہ ویو گائیڈ: ایک چپ لیول کی اندرونی تھرمل مینجمنٹ اسکیم کے طور پر، یہ ڈھانچہ رج ویو گائیڈ کو ایک ایکسائٹیشن زون اور گہا کی لمبائی کے ساتھ ایک غیر فعال حرارت کی کھپت کے زون میں تقسیم کرتا ہے، اور حرارت کو مؤثر طریقے سے ختم کرنے کے لیے چپ کے اندر ایک ٹرانسورس ہیٹ چینل بناتا ہے، روایتی حرارت کے نظام کی حدود کو توڑ کر۔
خلاصہ اور نقطہ نظر کی طرف اشارہ ہے کہ اعلی طاقت کے ڈیزائنسیمی کنڈکٹر لیزرایک کثیر مقصدی اصلاح کا مسئلہ ہے جس میں بجلی، آپٹکس، تھرموڈینامکس، اور وشوسنییتا شامل ہے۔ وسیع اخراج کے علاقے، لمبی گہا، اور چوڑے ویو گائیڈ کے تین بنیادی ڈیزائنوں اور تھرمل مینجمنٹ کے تین بڑے چیلنجوں، چہرے کے اختتام کو پہنچنے والے نقصان، اور بیم کے معیار سے نمٹنے والی ٹیکنالوجیز کے درمیان بہترین توازن حاصل کرنا ضروری ہے۔ مستقبل کی کارکردگی میں مزید بہتری کا انحصار نئے مواد، نئے جسمانی میکانزم، اور نئے مینوفیکچرنگ کے عمل کی ترقی پر ہوگا۔