ट्यूनेबल सेमीकंडक्टर लेजर (ट्यूनेबल लेजर) का ट्यूनिंग सिद्धांत

का ट्यूनिंग सिद्धांतट्यून करने योग्य अर्धचालक लेजर(ट्यून करने योग्य लेजर)

ट्यूनेबल सेमीकंडक्टर लेजर एक प्रकार का लेजर है जो एक निश्चित सीमा में लेजर आउटपुट की तरंग दैर्ध्य को लगातार बदल सकता है। ट्यून करने योग्य सेमीकंडक्टर लेजर तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त करने के लिए गुहा की लंबाई, झंझरी प्रतिबिंब स्पेक्ट्रम, चरण और अन्य चर को समायोजित करने के लिए थर्मल ट्यूनिंग, विद्युत ट्यूनिंग और यांत्रिक ट्यूनिंग को अपनाता है। इस प्रकार के लेजर में ऑप्टिकल संचार, स्पेक्ट्रोस्कोपी, सेंसिंग, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग हैं। चित्र 1 ए की मूल संरचना को दर्शाता हैट्यून करने योग्य लेजर, जिसमें प्रकाश लाभ इकाई, सामने और पीछे के दर्पणों से बनी एफपी कैविटी और ऑप्टिकल मोड चयन फ़िल्टर इकाई शामिल है। अंत में, प्रतिबिंब गुहा की लंबाई को समायोजित करके, ऑप्टिकल मोड फ़िल्टर तरंग दैर्ध्य चयन आउटपुट तक पहुंच सकता है।

चित्र .1

ट्यूनिंग विधि और इसकी व्युत्पत्ति

ट्यून करने योग्य का ट्यूनिंग सिद्धांतअर्धचालक लेजरआउटपुट लेजर तरंग दैर्ध्य में निरंतर या असतत परिवर्तन प्राप्त करने के लिए मुख्य रूप से लेजर रेज़ोनेटर के भौतिक मापदंडों को बदलने पर निर्भर करता है। इन मापदंडों में अपवर्तक सूचकांक, गुहा लंबाई और मोड चयन शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं। निम्नलिखित कई सामान्य ट्यूनिंग विधियों और उनके सिद्धांतों का विवरण देता है:

1. कैरियर इंजेक्शन ट्यूनिंग

कैरियर इंजेक्शन ट्यूनिंग अर्धचालक लेजर के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए वर्तमान को बदलकर सामग्री के अपवर्तक सूचकांक को बदलना है, ताकि तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त की जा सके। जब धारा बढ़ती है, तो सक्रिय क्षेत्र में वाहक सांद्रता बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन होता है, जो बदले में लेजर तरंग दैर्ध्य को प्रभावित करता है।

2. थर्मल ट्यूनिंग थर्मल ट्यूनिंग लेजर के ऑपरेटिंग तापमान को बदलकर सामग्री के अपवर्तक सूचकांक और गुहा लंबाई को बदलना है, ताकि तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त की जा सके। तापमान में परिवर्तन सामग्री के अपवर्तनांक और भौतिक आकार को प्रभावित करता है।

3. मैकेनिकल ट्यूनिंग मैकेनिकल ट्यूनिंग लेजर के बाहरी ऑप्टिकल तत्वों की स्थिति या कोण को बदलकर तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त करना है। सामान्य यांत्रिक ट्यूनिंग विधियों में विवर्तन झंझरी के कोण को बदलना और दर्पण की स्थिति को स्थानांतरित करना शामिल है।

4 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल ट्यूनिंग इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल ट्यूनिंग सामग्री के अपवर्तक सूचकांक को बदलने के लिए अर्धचालक सामग्री पर एक विद्युत क्षेत्र लागू करके प्राप्त की जाती है, जिससे तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त होती है। इस विधि का प्रयोग आमतौर पर किया जाता हैइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर (ईओएम) और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल ट्यून्ड लेजर।

संक्षेप में, ट्यून करने योग्य अर्धचालक लेजर का ट्यूनिंग सिद्धांत मुख्य रूप से अनुनादक के भौतिक मापदंडों को बदलकर तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग का एहसास करता है। इन मापदंडों में अपवर्तक सूचकांक, गुहा लंबाई और मोड चयन शामिल हैं। विशिष्ट ट्यूनिंग विधियों में कैरियर इंजेक्शन ट्यूनिंग, थर्मल ट्यूनिंग, मैकेनिकल ट्यूनिंग और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल ट्यूनिंग शामिल हैं। प्रत्येक विधि का अपना विशिष्ट भौतिक तंत्र और गणितीय व्युत्पत्ति होती है, और उपयुक्त ट्यूनिंग विधि के चयन पर विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं, जैसे ट्यूनिंग रेंज, ट्यूनिंग गति, रिज़ॉल्यूशन और स्थिरता के अनुसार विचार किया जाना चाहिए।