سیمی کنڈکٹر لیزر کے کام کرنے والے اصول

کے کام کرنے کے اصولسیمی کنڈکٹر لیزر

سب سے پہلے، سیمی کنڈکٹر لیزرز کے لیے پیرامیٹر کے تقاضے متعارف کرائے گئے ہیں، بنیادی طور پر درج ذیل پہلوؤں سمیت:
1. فوٹو الیکٹرک کارکردگی: معدومیت کا تناسب، متحرک لائن وڈتھ اور دیگر پیرامیٹرز سمیت، یہ پیرامیٹرز مواصلاتی نظام میں سیمی کنڈکٹر لیزرز کی کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتے ہیں۔
2. ساختی پیرامیٹرز: جیسے برائٹ سائز اور ترتیب، نکالنے کے اختتام کی تعریف، تنصیب کا سائز اور آؤٹ لائن سائز۔
3. طول موج: سیمی کنڈکٹر لیزر کی طول موج کی حد 650~1650nm ہے، اور درستگی زیادہ ہے۔
4. تھریشولڈ کرنٹ (Ith) اور آپریٹنگ کرنٹ (lop): یہ پیرامیٹرز سیمی کنڈکٹر لیزر کے آغاز کے حالات اور کام کرنے کی حالت کا تعین کرتے ہیں۔
5. پاور اور وولٹیج: کام پر سیمی کنڈکٹر لیزر کی طاقت، وولٹیج اور کرنٹ کی پیمائش کرکے، PV، PI اور IV کے منحنی خطوط کو ان کے کام کرنے کی خصوصیات کو سمجھنے کے لیے تیار کیا جا سکتا ہے۔

کام کرنے کا اصول
1. حاصل کی شرائط: لیزنگ میڈیم (ایکٹو ریجن) میں چارج کیریئرز کی الٹی تقسیم قائم ہے۔ سیمی کنڈکٹر میں، الیکٹران کی توانائی کو تقریباً مسلسل توانائی کی سطحوں کی ایک سیریز سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ لہذا، ہائی انرجی سٹیٹ میں کنڈکشن بینڈ کے نچلے حصے میں الیکٹرانوں کی تعداد دو انرجی بینڈ والے خطوں کے درمیان کم توانائی والی حالت میں والینس بینڈ کے اوپری حصے میں سوراخوں کی تعداد سے بہت زیادہ ہونی چاہیے ذرہ نمبر یہ homojunction یا heterojunction پر مثبت تعصب کا اطلاق کرکے اور نچلے انرجی والینس بینڈ سے ہائی انرجی کنڈکشن بینڈ تک الیکٹرانوں کو اکسیٹ کرنے کے لیے ضروری کیریئرز کو فعال پرت میں انجیکشن کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ جب معکوس ذرہ آبادی کی حالت میں الیکٹران کی ایک بڑی تعداد سوراخوں کے ساتھ دوبارہ جوڑتی ہے، تو محرک اخراج ہوتا ہے۔
2. اصل میں مربوط محرک تابکاری حاصل کرنے کے لیے، محرک شعاعوں کو آپٹیکل ریزونیٹر میں کئی بار فیڈ کیا جانا چاہیے تاکہ لیزر دوغلا پن پیدا ہو، لیزر کا گونج سیمی کنڈکٹر کرسٹل کی قدرتی درار کی سطح سے آئینے کے طور پر بنتا ہے، عام طور پر روشنی کے سرے پر ایک ہائی ریفلیکشن ملٹی لیئر ڈائی الیکٹرک فلم کے ساتھ چڑھایا جاتا ہے، اور ہموار سطح کو کم ریفلیکشن فلم کے ساتھ چڑھایا جاتا ہے۔ Fp cavity (Fabry-Perot cavity) سیمی کنڈکٹر لیزر کے لیے، FP cavity آسانی سے کرسٹل کے pn جنکشن ہوائی جہاز پر کھڑے قدرتی کلیویج جہاز کا استعمال کر کے بنایا جا سکتا ہے۔
(3) ایک مستحکم دولن بنانے کے لیے، لیزر میڈیم کو ریزونیٹر کی وجہ سے ہونے والے آپٹیکل نقصان اور گہا کی سطح سے لیزر آؤٹ پٹ کی وجہ سے ہونے والے نقصان کی تلافی کے لیے کافی بڑا فائدہ فراہم کرنے کے قابل ہونا چاہیے، اور مسلسل اضافہ گہا میں روشنی کا میدان۔ اس میں کافی مضبوط موجودہ انجیکشن ہونا ضروری ہے، یعنی، کافی پارٹیکل نمبر الٹا ہے، پارٹیکل نمبر کے الٹ جانے کی ڈگری جتنی زیادہ ہوگی، اتنا ہی زیادہ فائدہ ہوگا، یعنی ضرورت کو ایک خاص موجودہ حد کی شرط کو پورا کرنا ہوگا۔ جب لیزر دہلیز پر پہنچ جاتا ہے تو، ایک مخصوص طول موج کے ساتھ روشنی کو گہا میں گونج کر بڑھایا جا سکتا ہے، اور آخر میں ایک لیزر اور مسلسل آؤٹ پٹ بنتا ہے۔

کارکردگی کی ضرورت
1. ماڈیولیشن بینڈوتھ اور شرح: سیمی کنڈکٹر لیزرز اور ان کی ماڈیولیشن ٹیکنالوجی وائرلیس آپٹیکل کمیونیکیشن میں اہم ہیں، اور ماڈیولیشن بینڈوتھ اور شرح براہ راست کمیونیکیشن کے معیار کو متاثر کرتی ہے۔ اندرونی ماڈیولڈ لیزر (براہ راست ماڈیولڈ لیزر) تیز رفتار ٹرانسمیشن اور کم لاگت کی وجہ سے آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کے مختلف شعبوں کے لیے موزوں ہے۔
2. سپیکٹرل خصوصیات اور ماڈیولیشن کی خصوصیات: سیمی کنڈکٹر تقسیم شدہ فیڈ بیک لیزرز(ڈی ایف بی لیزر) آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن اور اسپیس آپٹیکل کمیونیکیشن میں اپنی بہترین سپیکٹرل خصوصیات اور ماڈیولیشن خصوصیات کی وجہ سے روشنی کا ایک اہم ذریعہ بن گئے ہیں۔
3. لاگت اور بڑے پیمانے پر پیداوار: سیمی کنڈکٹر لیزرز کو بڑے پیمانے پر پیداوار اور ایپلی کیشنز کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کم لاگت اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے فوائد کی ضرورت ہوتی ہے۔
4. بجلی کی کھپت اور وشوسنییتا: ایپلیکیشن کے منظرناموں میں جیسے ڈیٹا سینٹرز، سیمی کنڈکٹر لیزرز کو طویل مدتی مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے کم بجلی کی کھپت اور زیادہ بھروسے کی ضرورت ہوتی ہے۔