گھر > خبریں > انڈسٹری نیوز

لیزر ڈایڈس تنگ بیم کی روشنی کی شدت میں اضافہ کرتے ہیں۔

2021-07-14

ایل ای ڈی اور سیمی کنڈکٹر لیزر (یا لیزر ایل ای ڈی) ایک ہی طرح سے کام کرتے ہیں، یعنی جب الیکٹران اور سوراخ پولیمرائز ہوتے ہیں، روشنی خارج ہوتی ہے، اور اس کی اخراج طول موج استعمال شدہ مواد پر منحصر ہوتی ہے۔ فرق یہ ہے کہ ایل ای ڈی لائٹ کی سپیکٹرل رینج نسبتاً تنگ ہے، جبکہ سیمی کنڈکٹر لیزر سے خارج ہونے والی روشنی بنیادی طور پر ایک واحد طول موج ہے۔ سیمی کنڈکٹر لیزر کی اخراج طول موج کی حد اورکت سے بالائے بنفشی تک ہوسکتی ہے، اور یہ آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن، بار کوڈ ریڈر، سی ڈی ریڈر اور لیزر پرنٹنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہے۔ لیکن اب تک، روایتی روشنی میں سیمی کنڈکٹر لیزر کا اطلاق ناقابل عمل ثابت ہوا ہے۔

روایتی لیزرز کی طرح، سیمی کنڈکٹر لیزرز کو بھی وسعت دینے کے لیے ایک گونج کی ضرورت ہوتی ہے۔ گہا دو متوازی طیاروں پر مشتمل ہوتا ہے جو کئی سو مائکرون سے الگ ہوتے ہیں، جو خارج ہونے والے فوٹونز کو واپس گہا میں اچھالنے کے لیے آئینے کا کام کرتے ہیں۔ کم پاور لیول پر، سیمی کنڈکٹر لیزر روایتی ایل ای ڈی کی طرح کام کرتے ہیں۔ جب طاقت کافی بڑی ہو جاتی ہے (تقریباً 4 کلو واٹ/سینٹی میٹر 2)، دو "آئینے" کے درمیان نکلے ہوئے فوٹون سیمی کنڈکٹر مواد کو زیادہ فوٹان خارج کرنے کے لیے متحرک کرنا شروع کر دیتے ہیں۔ جب لیزر کی نسل اندرونی نقصان کو پورا کرتی ہے اور اس سے تجاوز کر جاتی ہے، تو آلہ "لیزر کا اخراج" شروع کر دیتا ہے، یعنی ایک واحد طول موج کی مربوط روشنی خارج کرنا۔

روایتی ایل ای ڈی اور سیمی کنڈکٹر لیزر کے درمیان کچھ مماثلتیں ہیں: دونوں AC-DC ڈرائیور سے چلتے ہیں، اور جب درجہ حرارت بڑھتا ہے تو روشنی کی پیداوار کم ہو جاتی ہے۔ تاہم، روایتی ایل ای ڈی کے برعکس، سیمی کنڈکٹر لیزرز ڈراپ اثر سے متاثر نہیں ہوتے، جو ڈرائیونگ کرنٹ کو بڑھاتا ہے، جس کے نتیجے میں کارکردگی میں کمی واقع ہوتی ہے (آؤٹ پٹ لیمن/ان پٹ واٹ)۔ لائٹنگ ایپلی کیشنز کے لیے، روایتی نیلے ایل ای ڈی کی کارکردگی سیمی کنڈکٹر لیزرز سے زیادہ ہوتی ہے، لیکن صرف کم ان پٹ کرنٹ پر۔ لہذا، مطلوبہ ذیلی جگہ پر غور کرتے ہوئے، روایتی نیلی ایل ای ڈی سے ایک ہی سطح کی روشنی پیدا کرنا عملی نہیں ہے۔

اگرچہ لیزر ڈائیوڈس 1960 کی دہائی سے نمودار ہوئے ہیں، لیکن حال ہی میں ان پر روشنی کے استعمال کے لیے غور کیا گیا ہے، خاص طور پر ہائی اینڈ آٹو موٹیو لیمپ میں، ان کی اعلی توانائی کی کارکردگی کی وجہ سے۔ BMW لیزر ہیڈ لیمپس پیش کرتا ہے، یہ دعویٰ کرتا ہے کہ وہ لیڈ والے سے 10 گنا زیادہ روشن اور 30% زیادہ موثر ہیں۔ یہ ہیڈ لیمپ شیل کے اندر نیلے سیمی کنڈکٹر لیزر کو منعکس کرنے کے لیے ایک درست طریقے سے رکھے ہوئے آئینے کا استعمال کرتا ہے تاکہ ایک سفید روشنی کی شہتیر پیدا کی جا سکے، جس کے بعد فاسفر سے بھرے لینس کے ذریعے فوکس کیا جاتا ہے تاکہ زیادہ شدت والی سفید روشنی پیدا کی جا سکے۔

کیا سیمی کنڈکٹر لیزرز کو مستقبل میں عام روشنی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے؟ فاسفر میں تبدیل شدہ سفید LEDs کی نظریاتی توانائی کی کارکردگی کی حد تقریباً 350 lumen/W ہے، جب کہ کمرشل لائٹنگ مصنوعات 200 lumen/W کے قریب ہیں۔ سیمی کنڈکٹر لیزر کی توانائی کی کارکردگی روایتی LED کے مقابلے میں 100 گنا زیادہ ہے، اس لیے یہ فراہم کر سکتی ہے۔ چھوٹے ڈائی سائز کے ساتھ بہت زیادہ لائٹ آؤٹ پٹ۔ محدود جسمانی سائز والی ایپلی کیشنز کے لیے (جیسے آٹوموبائل ہیڈ لیمپ)، سیمی کنڈکٹر لیزر کی کشش واضح ہے، لیکن عام روشنی کے لیے اسے استعمال کرنے کا نقصان یہ ہے کہ اس کا اخراج گہا بہت تنگ ہے (صرف 1-2 ڈگری)۔

فی الحال، یہ واضح نہیں ہے کہ کتنی کمپنیاں عام روشنی کے لیے سیمی کنڈکٹر لیزر استعمال کرنے کے لیے پرعزم ہیں، لیکن کم از کم ایک کمپنی نے متعلقہ مصنوعات فراہم کی ہیں۔ ایس ایل ڈی لیزر کمپنی نے 2016 کے اوائل میں لیزر لائٹ سرفیس ماؤنٹ ڈیوائس (ایس ایم ڈی) کا آغاز کیا۔ ڈیوائس نیلی روشنی کے سیمی کنڈکٹر لیزر، فاسفور اور ہائی لیومن پیکج کو اپناتی ہے، اور 7 × 7 ملی میٹر کا پیکج سفید روشنی کے تقریباً 500 لیمنز خارج کر سکتا ہے۔ انسانی آنکھوں کو نقصان اس کے عین مطابق آپٹیکل آلات 2 ڈگری سے زیادہ کا بیم اینگل حاصل کرتے ہیں۔ لیزر لائٹ SMD ڈیوائس دنیا کا پہلا UL 8750 مصدقہ سیمی کنڈکٹر لیزر ذریعہ ہے۔

زیادہ تر امکان ہے، لیزر سیمی کنڈکٹرز کو سب سے پہلے خصوصی عمارتوں کے لیے روشنی کی مصنوعات میں استعمال کیا جاتا ہے، جس کے لیے تنگ اور زیادہ شدت والے بیم کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، عجائب گھروں، گیلریوں، خوردہ جگہوں اور دیگر خاص جگہوں میں، پوری جگہ کے بجائے صرف ایک کونے کو روشن کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ نہ صرف خلائی جمالیات کی ضرورت ہے بلکہ کنٹرول اور دیکھ بھال کو بھی آسان بناتا ہے۔ تاہم، سیمی کنڈکٹر لیزر کے ذریعے پھیلے ہوئے تنگ شہتیر کی وجہ سے، اقتصادی اور قابل عمل روایتی لائٹنگ مصنوعات تیار کرنے کے لیے خارج ہونے والی روشنی کی رہنمائی اور ترسیل کے لیے فائبر یا ویو گائیڈ کو ملانا ضروری ہو سکتا ہے۔