ट्यूनेबल सेमीकंडक्टर लेजर (ट्यूनेबल लेजर) का ट्यूनिंग सिद्धांत

ट्यूनिंग सिद्धांतट्यूनेबल अर्धचालक लेजर(ट्यूनेबल लेजर)

ट्यूनेबल सेमीकंडक्टर लेजर एक प्रकार का लेजर है जो एक निश्चित सीमा में लेजर आउटपुट की तरंग दैर्ध्य को लगातार बदल सकता है। ट्यूनेबल 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, इलेक्ट्रिकल ट्यूनिंग और मैकेनिकल ट्यूनिंग को अपनाता है। इस तरह के लेजर में ऑप्टिकल संचार, स्पेक्ट्रोस्कोपी, सेंसिंग, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। चित्र 1 एक की मूल संरचना को दर्शाता हैट्यूनेबल लेजर, जिसमें प्रकाश लाभ इकाई, सामने और पीछे के दर्पणों से बना एफपी गुहा 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 उसकी व्युत्पत्ति

ट्यूनेबल का ट्यूनिंग सिद्धांतअर्धचालक लेज़रमुख्य रूप से आउटपुट लेजर तरंगदैर्ध्य में निरंतर या असतत परिवर्तन प्राप्त करने के लिए लेजर अनुनादक के भौतिक मापदंडों को बदलने पर निर्भर करता है। इन मापदंडों में अपवर्तक सूचकांक, गुहा की 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. वाहक इंजेक्शन ट्यूनिंग

वाहक इंजेक्शन ट्यूनिंग अर्धचालक लेजर के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए करंट को बदलकर सामग्री के अपवर्तनांक को बदलना है, ताकि तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग को प्राप्त किया जा सके। जब करंट बढ़ता है, तो सक्रिय क्षेत्र में वाहक सांद्रता बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप अपवर्तनांक में परिवर्तन होता है, जो बदले में लेजर तरंगदैर्ध्य को प्रभावित करता है।

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

3. मैकेनिकल ट्यूनिंग मैकेनिकल ट्यूनिंग लेजर के बाहरी ऑप्टिकल तत्वों की स्थिति या कोण को बदलकर तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त करना है। आम मैकेनिकल 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 अर्धचालक पदार्थ पर विद्युत क्षेत्र लागू करके पदार्थ के अपवर्तनांक को बदलने के द्वारा प्राप्त की जाती है, जिससे तरंगदैर्घ्य ट्यूनिंग प्राप्त होती है। इस विधि का आमतौर पर उपयोग किया जाता हैइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर (ईओएम) और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकली ट्यून्ड लेज़र।

संक्षेप में, ट्यूनेबल सेमीकंडक्टर लेजर का ट्यूनिंग सिद्धांत मुख्य रूप से अनुनादक के भौतिक मापदंडों को बदलकर तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग को साकार करता है। इन मापदंडों में अपवर्तक सूचकांक, गुहा की लंबाई और मोड चयन शामिल हैं। विशिष्ट ट्यूनिंग विधियों में वाहक इंजेक्शन ट्यूनिंग, थर्मल ट्यूनिंग, मैकेनिकल ट्यूनिंग और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल ट्यूनिंग शामिल हैं। प्रत्येक विधि का अपना विशिष्ट भौतिक तंत्र और गणितीय व्युत्पत्ति है, और उपयुक्त ट्यूनिंग विधि के चयन को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं, जैसे ट्यूनिंग रेंज, ट्यूनिंग गति, रिज़ॉल्यूशन और स्थिरता के अनुसार विचार करने की आवश्यकता है।