उच्च शक्ति का अवलोकनसेमीकंडक्टर लेजरविकास भाग दो
फाइबर लेजर.
फाइबर लेजर उच्च शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजरों की चमक को परिवर्तित करने का एक किफायती तरीका प्रदान करते हैं। हालांकि वेवलेंथ मल्टीप्लेक्सिंग ऑप्टिक्स अपेक्षाकृत कम चमक वाले सेमीकंडक्टर लेजरों को अधिक चमकीला बना सकते हैं, लेकिन इससे स्पेक्ट्रल चौड़ाई और फोटोमैकेनिकल जटिलता बढ़ जाती है। चमक रूपांतरण में फाइबर लेजर विशेष रूप से प्रभावी साबित हुए हैं।
1990 के दशक में विकसित डबल-क्लैड फाइबर, जिसमें मल्टीमोड क्लैडिंग से घिरा सिंगल-मोड कोर होता है, उच्च-शक्ति और कम लागत वाले मल्टीमोड सेमीकंडक्टर पंप लेजर को फाइबर में प्रभावी ढंग से प्रवाहित कर सकता है। इससे उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर को अधिक चमकदार प्रकाश स्रोतों में परिवर्तित करने का एक किफायती तरीका मिलता है। यटरबियम-डॉप्ड (Yb) फाइबर के लिए, पंप 915nm पर केंद्रित एक विस्तृत अवशोषण बैंड या 976nm के निकट एक संकरे अवशोषण बैंड को उत्तेजित करता है। जैसे-जैसे पंपिंग तरंगदैर्ध्य फाइबर लेजर की लेजर तरंगदैर्ध्य के करीब आता है, क्वांटम घाटा कम हो जाता है, जिससे दक्षता अधिकतम हो जाती है और उत्सर्जित होने वाली अपशिष्ट ऊष्मा की मात्रा न्यूनतम हो जाती है।
फाइबर लेजरडायोड-पंप वाले सॉलिड-स्टेट लेजर दोनों ही चमक में वृद्धि पर निर्भर करते हैं।डायोड लेजरसामान्यतः, जैसे-जैसे डायोड लेज़रों की चमक में सुधार होता है, उनके द्वारा संचालित लेज़रों की शक्ति भी बढ़ती जाती है। अर्धचालक लेज़रों की चमक में सुधार से चमक का अधिक कुशल रूपांतरण होता है।
जैसा कि हम उम्मीद करते हैं, भविष्य की प्रणालियों के लिए स्थानिक और वर्णक्रमीय चमक आवश्यक होगी जो ठोस-अवस्था लेजरों में संकीर्ण अवशोषण विशेषताओं के लिए कम क्वांटम घाटे वाली पंपिंग को सक्षम बनाएगी, साथ ही प्रत्यक्ष अर्धचालक लेजर अनुप्रयोगों के लिए सघन तरंगदैर्ध्य पुन: उपयोग योजनाओं को भी सक्षम बनाएगी।
चित्र 2: उच्च-शक्ति की बढ़ी हुई चमकसेमीकंडक्टर लेजरअनुप्रयोगों का विस्तार करने की अनुमति देता है
बाजार और अनुप्रयोग
उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेज़रों में हुई प्रगति ने कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों को संभव बना दिया है। उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेज़रों की प्रति चमक वाट लागत में भारी कमी आने के कारण, ये लेज़र पुरानी तकनीकों का स्थान ले रहे हैं और साथ ही नए उत्पाद श्रेणियों को भी सक्षम बना रहे हैं।
हर दशक में लागत और प्रदर्शन में 10 गुना से अधिक सुधार के साथ, उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेज़रों ने बाज़ार में अप्रत्याशित रूप से बदलाव ला दिए हैं। यद्यपि भविष्य के अनुप्रयोगों का सटीक अनुमान लगाना कठिन है, फिर भी पिछले तीन दशकों पर नज़र डालना और अगले दशक की संभावनाओं की कल्पना करना उपयोगी है (चित्र 2 देखें)।
जब हॉल ने 50 साल से भी पहले सेमीकंडक्टर लेजर का प्रदर्शन किया, तो उन्होंने एक तकनीकी क्रांति की शुरुआत की। मूर के नियम की तरह, कोई भी उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर की शानदार उपलब्धियों और विभिन्न नवाचारों की भविष्यवाणी नहीं कर सकता था।
सेमीकंडक्टर लेजरों का भविष्य
इन सुधारों को नियंत्रित करने वाले भौतिकी के कोई मूलभूत नियम नहीं हैं, लेकिन निरंतर तकनीकी प्रगति से इस तीव्र विकास के जारी रहने की संभावना है। सेमीकंडक्टर लेजर पारंपरिक तकनीकों की जगह लेते रहेंगे और चीजों के निर्माण के तरीके को और बदल देंगे। आर्थिक विकास के लिए इससे भी अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर से बनने वाली वस्तुओं की गुणवत्ता में भी बदलाव आएगा।
पोस्ट करने का समय: 7 नवंबर 2023