گھر > خبریں > انڈسٹری نیوز

لیزر ڈایڈڈ کے کام کرنے کا بنیادی اصول

2021-07-14

اس سے پہلے کہ ہم لیزر ڈائیوڈ کے بارے میں بات کریں، ہمیں پہلے محرک تابکاری کو سمجھنا چاہیے۔ روشنی کی تابکاری میں تابکاری کے تین عمل ہوتے ہیں،

I: ہائی انرجی سٹیٹ سے کم انرجی سٹیٹ میں بے ساختہ منتقلی کو spontaneous Emission کہا جاتا ہے۔

II: یہ بیرونی روشنی کے جوش کے تحت اعلی توانائی کی حالت میں ذرات کی کم توانائی کی حالت میں منتقلی ہے، جسے محرک تابکاری کہا جاتا ہے؛

III: یہ بیرونی روشنی کی توانائی سے کم توانائی کی حالت میں ذرات کے ذریعے جذب ہونے والی توانائی سے اعلی توانائی کی حالت میں منتقلی ہے، جسے محرک جذب کہا جاتا ہے۔

بے ساختہ اخراج: یہاں تک کہ اگر دو ذرات ایک ہی وقت میں ایک خاص اعلی توانائی والی حالت سے کم توانائی والی حالت میں منتقل ہو جائیں، ان کے ذریعے خارج ہونے والی روشنی کا مرحلہ، پولرائزیشن حالت اور اخراج کی سمت مختلف ہو سکتی ہے، لیکن محرک اخراج مختلف ہوتا ہے۔ . جب اعلی توانائی والی حالت میں موجود ذرات غیر ملکی فوٹونز سے پرجوش ہوتے ہیں، تو وہ کم توانائی والی حالت میں منتقل ہوتے ہیں، اور روشنی خارج کرتے ہیں جو فریکوئنسی، فیز اور پولرائزیشن کی حالت کے لحاظ سے بالکل غیر ملکی فوٹون جیسی ہوتی ہے۔

لیزر میں، تابکاری محرک تابکاری ہے، اور اس سے خارج ہونے والا لیزر فریکوئنسی، فیز، پولرائزیشن سٹیٹ وغیرہ میں بالکل یکساں ہے۔

کسی بھی محرک لیومینیسینس سسٹم میں محرک تابکاری اور محرک جذب دونوں ہوتے ہیں۔ صرف اس صورت میں جب محرک تابکاری غالب ہو، بیرونی روشنی کو لیزر کے اخراج کے لیے بڑھایا جا سکتا ہے۔ تاہم، عام روشنی کے ذرائع میں، حوصلہ افزائی جذب غالب ہے. صرف اس صورت میں جب ذرات کی توازن کی حالت ٹوٹ جائے اور زیادہ توانائی والی حالت میں ذرات کی تعداد کم توانائی والی حالت میں اس سے زیادہ ہو (اس صورتحال کو آئن نمبر انورسیشن کہا جاتا ہے) لیزر کا اخراج ہو سکتا ہے۔

لیزر ڈایڈڈ کا اصول اور ساخت

لیزر ڈایڈڈ کی جسمانی ساخت روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ کے جنکشن کے درمیان فوٹو ایکٹیویٹی کے ساتھ سیمی کنڈکٹر کی ایک تہہ رکھنا ہے۔ پالش کرنے کے بعد، سیمی کنڈکٹر کے آخری چہرے میں جزوی عکاسی ہوتی ہے، اس طرح ایک نظری گونج والی گہا بنتی ہے۔

فارورڈ بائیس کی صورت میں، ایل ای ڈی جنکشن روشنی خارج کرتا ہے اور آپٹیکل ریزونیٹر کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جو جنکشن سے خارج ہونے والی واحد طول موج کی روشنی کو مزید پرجوش کرتا ہے۔ روشنی کی طبعی خصوصیات کا تعلق مواد سے ہے۔

لیزر ڈایڈڈ کا اصول - کام کرنے کا اصول

کرسٹل ڈایڈڈ ایک p-n جنکشن ہے جو p-type سیمی کنڈکٹر اور n-type سیمی کنڈکٹر کے ذریعے تشکیل دیا جاتا ہے۔ انٹرفیس کے دونوں اطراف ایک خلائی چارج کی تہہ بنتی ہے، اور خود ساختہ لیزر ڈائیوڈ الیکٹرک فیلڈ بنایا جاتا ہے۔

جب کوئی لاگو وولٹیج نہیں ہوتا ہے تو، p-n جنکشن کے دونوں طرف کیریئر کے ارتکاز کے فرق کی وجہ سے پھیلنے والا کرنٹ خود ساختہ برقی فیلڈ کی وجہ سے ہونے والے بڑھے ہوئے کرنٹ کے برابر ہوتا ہے، لہذا یہ برقی توازن کی حالت میں ہوتا ہے۔

جب مثبت وولٹیج کا تعصب ہوتا ہے تو، بیرونی الیکٹرک فیلڈ اور خود ساختہ الیکٹرک فیلڈ ایک دوسرے کو دباتے ہیں اور کیریئر ڈفیوژن کرنٹ کو بڑھاتے ہیں، جس کے نتیجے میں مثبت کرنٹ ہوتا ہے۔

جب ریورس وولٹیج کا تعصب ہوتا ہے تو، بیرونی الیکٹرک فیلڈ اور خود ساختہ الیکٹرک فیلڈ کو مزید مضبوط کیا جاتا ہے تاکہ ریورس سیچوریشن کرنٹ I0 تشکیل دیا جا سکے جو ریورس وولٹیج کی ایک مخصوص حد میں ریورس بائیس وولٹیج سے آزاد ہے۔

جب لاگو ریورس وولٹیج ایک خاص حد تک زیادہ ہوتا ہے، تو pn جنکشن کی اسپیس چارج لیئر میں برقی فیلڈ کی طاقت اہم قدر تک پہنچ جاتی ہے، جس کے نتیجے میں کیریئرز کے ضرب کے عمل، الیکٹران ہول کے جوڑوں کی ایک بڑی تعداد اور ریورس کی ایک بڑی تعداد ہوتی ہے۔ بریک ڈاؤن کرنٹ، جسے ڈایڈڈ بریک ڈاؤن فینومینن کہا جاتا ہے۔

لیزر ڈایڈڈ کا اصول - کیسے پتہ لگایا جائے۔

I: مزاحمتی پیمائش کا طریقہ: لیزر ڈائیوڈ کو ہٹائیں اور ملٹی میٹر R × 1K یا R × استعمال کریں آگے اور ریورس مزاحمتی قدریں 10K گیئر پر ناپی جاتی ہیں۔ عام حالت میں، آگے کی مزاحمت 20 ~ 40K Ω ہے، اور ریورس ریزسٹنس âž (انفینٹی) ہے۔ اگر ناپی گئی فارورڈ ریزسٹنس ویلیو 50K Ω سے تجاوز کر گئی ہے تو لیزر ڈائیوڈ کی کارکردگی کم ہو گئی ہے۔ اگر ماپا گیا فارورڈ ریزسٹنس 90K Ω سے زیادہ ہے تو، ڈایڈڈ سنجیدگی سے بوڑھا ہے اور اسے مزید استعمال نہیں کیا جا سکتا۔

II: موجودہ پیمائش کا طریقہ: لیزر ڈائیوڈ ڈرائیونگ سرکٹ میں لوڈ ریزسٹر کے دونوں سروں پر وولٹیج ڈراپ کی پیمائش کرنے کے لیے ملٹی میٹر کا استعمال کریں، اور پھر اوہم کے قانون کے مطابق ٹیوب کے ذریعے موجودہ قدر کا اندازہ لگائیں۔ جب کرنٹ 100mA سے زیادہ ہو جاتا ہے، اگر لیزر پاور پوٹینشیومیٹر کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے اور کرنٹ میں کوئی واضح تبدیلی نہیں ہوتی ہے، تو لیزر ڈائیوڈ کی سنگین عمر کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ اگر کرنٹ تیزی سے بڑھتا ہے اور قابو سے باہر ہو جاتا ہے تو لیزر ڈائیوڈ کا آپٹیکل ریزونیٹر خراب ہو جاتا ہے۔