सेमीकंडक्टर लेजर और फाइबर लेजर के बीच अंतर

के बीच मुख्य अंतरसेमीकंडक्टर लेजरऔरफाइबर लेजरलेजर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला ढांकता हुआ पदार्थ है। सेमीकंडक्टर लेजर में उपयोग किया जाने वाला लाभ माध्यम सेमीकंडक्टर सामग्री है, आमतौर पर गैलियम आर्सेनाइड, आदि। फाइबर लेजर में उपयोग किया जाने वाला लाभ माध्यम ऑप्टिकल फाइबर है। दोनों लेज़र भी अलग-अलग तरीके से काम करते हैं। सेमीकंडक्टर लेजर सीधे इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण प्राप्त कर सकते हैं, यानी, करंट के माध्यम से लेजर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए सेमीकंडक्टर सामग्री को सीधे उत्तेजित करते हैं। हालाँकि, फ़ाइबर लेज़र सीधे इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण प्राप्त नहीं कर सकते हैं। उन्हें ऑप्टिकल-टू-ऑप्टिकल रूपांतरण प्राप्त करने के लिए लाभ माध्यम को पंप करने के लिए प्रकाश (आमतौर पर लेजर डायोड से) के उपयोग की आवश्यकता होती है। गर्मी अपव्यय के संदर्भ में, फ़ाइबर लेज़र महत्वपूर्ण लाभ दिखाते हैं। सामान्यतया, फ़ाइबर लेज़रों को केवल वायु शीतलन की आवश्यकता होती है, जिससे उनके संचालन और रखरखाव की लागत बहुत कम हो जाती है। लेकिन चाहे वह ऑप्टिकल फाइबर हो या सॉलिड-स्टेट लेजर, उनकी मुख्य तकनीक सेमीकंडक्टर लेजर के विकास से आती है। इसलिए, संपूर्ण लेजर तकनीक के विकास को समझने के लिए सेमीकंडक्टर लेजर के कार्य सिद्धांत और प्रदर्शन को समझना बहुत महत्वपूर्ण है।

निम्नलिखित सेमीकंडक्टर लेजर और फाइबर लेजर के बीच अंतर का परिचय है।

1. विभिन्न ढांकता हुआ सामग्री। फ़ाइबर लेज़रों और सेमीकंडक्टर लेज़रों के बीच अंतर यह है कि वे लेज़र उत्सर्जित करने के लिए विभिन्न ढांकता हुआ सामग्रियों का उपयोग करते हैं। फ़ाइबर लेज़रों द्वारा उपयोग किया जाने वाला लाभ माध्यम ऑप्टिकल फ़ाइबर है, और सेमीकंडक्टर लेज़रों द्वारा उपयोग किया जाने वाला लाभ माध्यम अर्धचालक सामग्री है, आमतौर पर गैलियम आर्सेनाइड, इंडियम गैलियम आर्सेनाइड, आदि।

2. विभिन्न ल्यूमिनेसेंस तंत्र। सेमीकंडक्टर लेज़रों का ल्यूमिनसेंस तंत्र: यह फोटॉन उत्पन्न करने के लिए चालन बैंड और वैलेंस बैंड के बीच कणों का संक्रमण है। क्योंकि यह एक अर्धचालक है, विद्युत उत्तेजना का उपयोग किया जा सकता है, जो एक प्रत्यक्ष इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण है। ऑप्टिकल फाइबर सीधे इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण का एहसास नहीं कर सकता है, और लाभ माध्यम को पंप करने के लिए प्रकाश का उपयोग करने की आवश्यकता होती है (आमतौर पर लेजर डायोड के साथ पंप किया जाता है)। यह जो महसूस करता है वह प्रकाश-से-ऑप्टिकल रूपांतरण है।

3. ताप अपव्यय प्रदर्शन अलग है। फ़ाइबर लेज़रों में गर्मी अपव्यय अच्छा होता है और ये आमतौर पर हवा से ठंडे होते हैं। सेमीकंडक्टर लेजर तापमान से बहुत प्रभावित होते हैं। जब बिजली अधिक हो तो पानी को ठंडा करने की आवश्यकता होती है।

4. मुख्य विशेषताएं विभिन्न फाइबर लेजर की मुख्य विशेषताएं डिवाइस का छोटा आकार और लचीलापन हैं। लेजर आउटपुट स्पेक्ट्रम में कई लाइनें, अच्छी मोनोक्रोमैटिकिटी और विस्तृत ट्यूनिंग रेंज होती है। और इसके प्रदर्शन का प्रकाश की ध्रुवीकरण दिशा से कोई लेना-देना नहीं है, और डिवाइस और ऑप्टिकल फाइबर के बीच युग्मन हानि छोटी है। रूपांतरण दक्षता अधिक है और लेज़र सीमा कम है। फाइबर ज्यामिति का आयतन और सतह क्षेत्र बहुत कम होता है, साथ ही लेजर और पंप को एकल-मोड स्थिति में पूरी तरह से जोड़ा जा सकता है। सेमीकंडक्टर लेजर को अन्य सेमीकंडक्टर उपकरणों के साथ एकीकृत करना आसान है। इसकी विशेषता यह है कि इसे सीधे विद्युत रूप से संशोधित किया जा सकता है; विभिन्न ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण का एहसास करना आसान है; यह आकार में छोटा और वजन में हल्का है; इसमें कम ड्राइविंग शक्ति और करंट है; इसमें उच्च दक्षता और लंबे समय तक काम करने वाला जीवन है; यह अर्धचालक विनिर्माण प्रौद्योगिकी के अनुकूल है; और इसका उत्पादन बड़ी मात्रा में किया जा सकता है.

5. विभिन्न फाइबर लेजर के अनुप्रयोग मुख्य रूप से लेजर फाइबर संचार, लेजर अंतरिक्ष लंबी दूरी के संचार, औद्योगिक जहाज निर्माण, ऑटोमोबाइल विनिर्माण, लेजर उत्कीर्णन, लेजर अंकन, लेजर कटिंग, प्रिंटिंग रोलर्स, धातु और गैर-धातु ड्रिलिंग, काटने और वेल्डिंग में उपयोग किए जाते हैं। (टांकना, शमन करना), क्लैडिंग और गहरी वेल्डिंग), सैन्य रक्षा और सुरक्षा, चिकित्सा उपकरण और उपकरण, बड़े पैमाने पर बुनियादी ढांचे, अन्य लेजर के लिए पंप स्रोत के रूप में, आदि। सेमीकंडक्टर लेजर का व्यापक रूप से लेजर रेंजिंग, लिडार, लेजर संचार में उपयोग किया जाता है , लेजर सिमुलेशन हथियार, लेजर चेतावनी, लेजर मार्गदर्शन और ट्रैकिंग, इग्निशन और विस्फोट, स्वचालित नियंत्रण, पता लगाने वाले उपकरण, आदि।

उपरोक्त सेमीकंडक्टर लेजर और फाइबर लेजर के बीच अंतर है। पारंपरिक ठोस-अवस्था और गैस लेजर की तरह, फाइबर लेजर भी तीन मूल तत्वों से बने होते हैं: पंप स्रोत, लाभ माध्यम, और अनुनाद गुहा। पंप स्रोत आम तौर पर एक उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजर का उपयोग करता है, और लाभ माध्यम एक दुर्लभ पृथ्वी डोप्ड ऑप्टिकल फाइबर या एक साधारण नॉनलाइनियर ऑप्टिकल फाइबर होता है। गुंजयमान गुहा विभिन्न रैखिक अनुनाद गुहाओं को बनाने के लिए फाइबर झंझरी जैसे ऑप्टिकल फीडबैक घटकों से बना हो सकता है, या कप्लर्स का उपयोग विभिन्न रिंग-आकार के अनुनादकों को बनाने के लिए किया जा सकता है। गुंजायमान गुहा. पंप लाइट को एक उपयुक्त ऑप्टिकल सिस्टम के माध्यम से गेन फाइबर से जोड़ा जाता है। पंप प्रकाश को अवशोषित करने के बाद, लाभ फाइबर कण संख्या उलटा या गैर-रैखिक लाभ बनाता है और सहज उत्सर्जन उत्पन्न करता है। उत्पन्न सहज उत्सर्जन प्रकाश गुंजयमान गुहा के उत्तेजना प्रवर्धन और मोड चयन से गुजरता है, और अंत में एक स्थिर लेजर आउटपुट बनाता है।

सेमीकंडक्टर लेजर का सबसे बड़ा अनुप्रयोग फाइबर लेजर और सॉलिड-स्टेट लेजर के लिए एक पंप स्रोत के रूप में है। जब सेमीकंडक्टर लेजर का उपयोग फाइबर लेजर पंप स्रोत के रूप में किया जाता है, तो पंप सिस्टम की संरचना को मौलिक रूप से सरल बनाया जा सकता है और यूनिट पावर को बढ़ाकर पंप पावर स्तर को बढ़ाया जा सकता है। चूंकि फ़ाइबर लेज़रों और सॉलिड-स्टेट लेज़रों में आउटपुट पावर के लिए अधिक आवश्यकताएं होती हैं, इसलिए सेमीकंडक्टर पंप स्रोतों की शक्ति पर भी उच्च आवश्यकताएं लगाई जाती हैं।

बीम गुणवत्ता की सीमा के कारण, धातु काटने के लिए पारंपरिक अर्धचालक लेजर का सीधे उपयोग करना मुश्किल है। हाल के वर्षों में, सेमीकंडक्टर युग्मन तकनीक में सुधार और नई बीम संयोजन तकनीक की क्रमिक परिपक्वता के साथ, किलोवाट या उच्च स्तर वाले कुछ फाइबर-आउटपुट सेमीकंडक्टर लेजर भी काटने के लिए बीम गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। इसके अलावा, सेमीकंडक्टर लेजर तरंग दैर्ध्य की विविधता के कारण, लघु-तरंग दैर्ध्य अर्धचालक लेजर की तरंग दैर्ध्य एल्यूमीनियम की तरंग दैर्ध्य अवशोषण अधिकतम के बहुत करीब है। इसलिए, ऑटोमोटिव उद्योग में, एल्यूमीनियम ऑटोमोबाइल बॉडी की वेल्डिंग के लिए उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजर बहुत उपयुक्त हैं। वर्तमान में, 2KW और 6KW के बीच लेजर आउटपुट शक्तियों वाले सेमीकंडक्टर लेजर का ऑटोमोबाइल उद्योग की उत्पादन प्रक्रिया में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

प्रत्यक्ष सामग्री प्रसंस्करण के क्षेत्र में, सेमीकंडक्टर लेजर की बीम गुणवत्ता फाइबर लेजर से आगे निकलना मुश्किल है। हालाँकि, सेमीकंडक्टर लेजर पतली प्लेट वेल्डिंग और कटिंग अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त हैं। उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजर के विकास ने कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों को संभव बना दिया है। इन लेज़रों ने कई पारंपरिक तकनीकों को प्रतिस्थापित कर दिया है और हमारे लिए कई नए उत्पाद लाए हैं।

सामान्यतया, प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के कारण, सेमीकंडक्टर लेजर के अनुप्रयोग क्षेत्र लगातार बदल रहे हैं, और ये परिवर्तन अभी भी हो रहे हैं। सामान्यतया, सेमीकंडक्टर लेजर मौजूदा बाजार की जरूरतों के अनुकूल कम उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य और उच्च उत्सर्जन शक्तियों की दिशा में विकसित हो रहे हैं।

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