سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جو دل: گين ميڊيم تي هڪ گهري نظر

آپٽو اليڪٽرانڪ ٽيڪنالاجي جي تيزيءَ سان ترقي سان، سيمي ڪنڊڪٽر ليزر مختلف شعبن جهڙوڪ ٽيليڪميونيڪيشن، دوائون، صنعتي پروسيسنگ، ۽ LiDAR ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيڻ لڳا آهن، انهن جي اعليٰ ڪارڪردگي، ڪمپيڪٽ سائيز، ۽ ماڊليشن جي آساني جي ڪري. هن ٽيڪنالاجي جي بنياد تي حاصل ڪرڻ وارو وچولي آهي، جيڪو هڪ تمام اهم ڪردار ادا ڪري ٿو. اهو ڪم ڪري ٿو"توانائي جو ذريعو"جيڪو متحرڪ اخراج ۽ ليزر جي پيداوار کي فعال بڻائي ٿو، ليزر جو تعين ڪندي'جي ڪارڪردگي، طول موج، ۽ ايپليڪيشن صلاحيت.

1. حاصلات جو ذريعو ڇا آهي؟

جيئن نالو مان ظاهر آهي، هڪ حاصل ڪرڻ وارو وچولي هڪ اهڙو مواد آهي جيڪو آپٽيڪل ايمپليفڪيشن فراهم ڪري ٿو. جڏهن ٻاهرين توانائي جي ذريعن (جهڙوڪ برقي انجيڪشن يا آپٽيڪل پمپنگ) ذريعي پرجوش ڪيو ويندو آهي، ته اهو متحرڪ اخراج جي ميڪانيزم ذريعي واقعن جي روشني کي وڌائيندو آهي، جنهن جي ڪري ليزر آئوٽ پُٽ ٿيندو آهي.

سيمي ڪنڊڪٽر ليزر ۾، حاصل ڪرڻ وارو وچولي عام طور تي پي اين جنڪشن تي فعال علائقي مان ٺهيل هوندو آهي، جنهن جي مادي جوڙجڪ، جوڙجڪ، ۽ ڊوپنگ طريقا سڌي طرح اهم پيرا ميٽرز تي اثر انداز ٿين ٿا جهڙوڪ حد جي موجوده، اخراج جي طول موج، ڪارڪردگي، ۽ حرارتي خاصيتون.

2. سيمي ڪنڊڪٽر ليزر ۾ عام حاصل مواد

III-V مرڪب سيمي ڪنڊڪٽر سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ حاصل ٿيندڙ مواد آهن. عام مثالن ۾ شامل آهن:

①GaAs (گيليم آرسنائيڊ)

850 ۾ ليزر خارج ڪرڻ لاءِ موزون-980 nm رينج، آپٽيڪل ڪميونيڪيشن ۽ ليزر پرنٽنگ ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندڙ.

②ان پي (انڊيم فاسفائيڊ)

فائبر آپٽڪ ڪميونيڪيشن لاءِ اهم، 1.3 µm ۽ 1.55 µm بينڊن ۾ اخراج لاءِ استعمال ٿيندو آهي.

③ان گا اي ايس پي / ال گا اي ايس / ان گا اين

انهن جي ڪمپوزيشن کي مختلف طول موج حاصل ڪرڻ لاءِ ترتيب ڏئي سگهجي ٿو، جيڪو ٽيونبل-طول موج ليزر ڊيزائن لاءِ بنياد بڻجي ٿو.

انهن مواد ۾ عام طور تي سڌي بينڊ گيپ ڍانچي جي خاصيت هوندي آهي، جيڪا انهن کي فوٽون جي اخراج سان اليڪٽران-هول ري ڪمبينيشن ۾ انتهائي ڪارآمد بڻائيندي آهي، جيڪا سيمي ڪنڊڪٽر ليزر گين ميڊيم ۾ استعمال لاءِ مثالي آهي.

3. حاصلات جي جوڙجڪ جو ارتقا

جيئن جيئن فيبريڪيشن ٽيڪنالاجيون ترقي ڪيون آهن، سيمي ڪنڊڪٽر ليزر ۾ گين اسٽرڪچر شروعاتي هوموجنڪشن کان هيٽروجنڪشن تائين، ۽ اڳتي وڌيل ڪوانٽم ويل ۽ ڪوانٽم ڊاٽ ڪنفيگريشن تائين ترقي ڪئي آهي.

①هيٽرو جنڪشن گين ميڊيم

مختلف بينڊ گيپس سان سيمي ڪنڊڪٽر مواد کي گڏ ڪرڻ سان، ڪيريئرز ۽ فوٽونز کي مؤثر طريقي سان مقرر ڪيل علائقن ۾ محدود ڪري سگهجي ٿو، حاصل ڪارڪردگي کي وڌائي ۽ حد جي موجوده کي گهٽائي سگهجي ٿو.

②ڪوانٽم ويل اسٽرڪچر

فعال علائقي جي ٿلهي کي نانوميٽر اسڪيل تائين گهٽائڻ سان، اليڪٽران ٻن طول و عرض ۾ محدود ٿي ويندا آهن، خاص طور تي تابڪاري ٻيهر ميلاپ جي ڪارڪردگي کي وڌائيندا آهن. ان جي نتيجي ۾ گهٽ حد جي وهڪري ۽ بهتر حرارتي استحڪام سان ليزر پيدا ٿيندا آهن.

③ڪوانٽم ڊٽ اسٽرڪچر

خود-اسمبلي ٽيڪنڪ استعمال ڪندي، صفر-ڊائيمنشنل نانو اسٽريچر ٺاهيا ويندا آهن، جيڪي تيز توانائي جي سطح جي تقسيم فراهم ڪندا آهن. اهي اسٽريچر بهتر حاصل ڪيل خاصيتون ۽ طول موج جي استحڪام پيش ڪن ٿا، انهن کي ايندڙ نسل جي اعليٰ ڪارڪردگي واري سيمي ڪنڊڪٽر ليزر لاءِ هڪ ريسرچ هاٽ اسپاٽ بڻائين ٿا.

4. حاصلات جو وچولي ڇا طئي ڪري ٿو؟

①اخراج جي لهر

مواد جو بينڊ گيپ ليزر کي طئي ڪري ٿو.'s طول موج. مثال طور، InGaAs ويجھي انفراريڊ ليزر لاءِ موزون آهي، جڏهن ته InGaN نيري يا واڱڻائي ليزر لاءِ استعمال ٿيندو آهي.

②ڪارڪردگي ۽ طاقت

ڪيريئر موبليٽي ۽ غير ريڊيئيٽو ري ڪمبينيشن ريٽ آپٽيڪل کان اليڪٽرڪ ڪنورشن ڪارڪردگي تي اثر انداز ٿين ٿا.

③حرارتي ڪارڪردگي

مختلف مواد مختلف طريقن سان گرمي پد جي تبديلين جو جواب ڏين ٿا، صنعتي ۽ فوجي ماحول ۾ ليزر جي اعتبار کي متاثر ڪن ٿا.

④ماڊوليشن جواب

حاصل ڪرڻ وارو وچولي ليزر کي متاثر ڪري ٿو'جواب جي رفتار، جيڪا تيز رفتار مواصلاتي ايپليڪيشنن ۾ اهم آهي.

5. نتيجو

سيمي ڪنڊڪٽر ليزر جي پيچيده بناوت ۾، حاصل ڪرڻ جو ذريعو واقعي ان جو "دل" آهي.-نه رڳو ليزر پيدا ڪرڻ جو ذميوار آهي پر ان جي زندگي، استحڪام، ۽ ايپليڪيشن منظرنامي کي متاثر ڪرڻ جو پڻ ذميوار آهي. مواد جي چونڊ کان وٺي ساخت جي ڊيزائن تائين، ميڪرو اسڪوپڪ ڪارڪردگي کان وٺي خوردبيني ميڪانيزم تائين، حاصل ڪرڻ واري وچولي ۾ هر ڪاميابي ليزر ٽيڪنالاجي کي وڌيڪ ڪارڪردگي، وسيع ايپليڪيشنن، ۽ گهري ڳولا ڏانهن هلائي رهي آهي.

مواد سائنس ۽ نانو-فيبريڪيشن ٽيڪنالاجي ۾ جاري ترقي سان، مستقبل جي حاصلات جي وچولي ۾ وڌيڪ روشني، وسيع طول موج ڪوريج، ۽ وڌيڪ هوشيار ليزر حل آڻڻ جي اميد آهي.-سائنس، صنعت ۽ سماج لاءِ وڌيڪ امڪان کولڻ.