प्राकृतिक सफेद प्रकाश दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के सभी VIBGYOR रंगों से बना है, जो कई उच्च आवृत्तियों का एक व्यापक विस्तृत बैंड है। साधारण एल ई डी अक्सर एक रंग से मिलकर एक प्रकाश आउटपुट देते हैं, लेकिन यहां तक कि प्रकाश में विद्युत चुम्बकीय तरंगें होती हैं, जो आवृत्तियों के काफी व्यापक बैंड को कवर करती हैं। प्रकाश को फोकस करने वाले लेंस सिस्टम की एक निश्चित फोकल लंबाई होती है, लेकिन प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य (रंगों) पर ध्यान केंद्रित करने के लिए आवश्यक फोकल लंबाई अलग होती है। इसलिए, प्रत्येक रंग अलग-अलग बिंदुओं पर ध्यान केंद्रित करेगा, जिससे 'रंगीन विपथन' होगा। लेजर डायोड प्रकाश एक ही आवृत्ति शामिल है। इसलिए, यह एक साधारण लेंस प्रणाली द्वारा एक अत्यंत छोटे बिंदु पर भी ध्यान केंद्रित किया जा सकता है। केवल एक तरंग दैर्ध्य मौजूद होने के बाद से कोई रंगीन विपथन नहीं है, प्रकाश स्रोत से ऊर्जा का भी प्रकाश की एक बहुत छोटी जगह में केंद्रित है। LASER विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन के लिए एक परिचित करा रहा है।
रंग संबंधी असामान्यता
लेजर डायोड निर्माण
उपरोक्त आंकड़ा एक लेजर डायोड के सरलीकृत निर्माण को दर्शाता है, जो एक के समान है प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) । यह पी प्रकार और एन प्रकार का उत्पादन करने के लिए सेलेनियम, एल्यूमीनियम, या सिलिकॉन जैसे तत्वों के साथ डोपित आर्सेनाइड गैलन का उपयोग करता है अर्धचालक सामग्री । जबकि एक लेजर डायोड में अनओपेड (आंतरिक) गैलियम आर्सेनाइड की एक अतिरिक्त सक्रिय परत होती है, जिसकी मोटाई केवल कुछ नैनोमीटर होती है, जो P और N परतों के बीच सैंडविच होती है, प्रभावी रूप से एक पिन डायोड (P प्रकार-आंतरिक-एन प्रकार) । यह इस परत में है कि लेजर प्रकाश का उत्पादन होता है।
लेजर डायोड निर्माण
कैसे काम करता है लेजर डायोड?
क्वांटम सिद्धांत के अनुसार हर परमाणु, एक निश्चित असतत ऊर्जा स्तर के भीतर ही ऊर्जा पैदा कर सकता है। आम तौर पर, परमाणु सबसे कम ऊर्जा अवस्था या जमीनी अवस्था में होते हैं। जब जमीनी अवस्था में परमाणुओं को दिया गया एक ऊर्जा स्रोत उच्च स्तर पर जाने के लिए उत्साहित हो सकता है। इस प्रक्रिया को अवशोषण कहा जाता है। बहुत कम अवधि के लिए उस स्तर पर रहने के बाद, परमाणु अपनी प्रारंभिक जमीन पर वापस आ जाता है, इस प्रक्रिया में एक फोटॉन उत्सर्जित करता है, इस प्रक्रिया को सहज उत्सर्जन कहा जाता है। ये दो प्रक्रियाएं, अवशोषण और सहज उत्सर्जन, एक पारंपरिक प्रकाश स्रोत में होती हैं।
लेज़र एक्शन का सिद्धांत
यदि परमाणु एक उत्तेजित अवस्था में है, तो एक बाहरी फोटॉन द्वारा स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन के लिए आवश्यक ऊर्जा होने पर, बाहरी फोटॉन को उत्तेजित परमाणु द्वारा दिए गए एक से बढ़ा दिया जाता है, इसके अलावा, दोनों फोटॉन जारी किए जाते हैं। एक ही चरण में एक ही उत्तेजित अवस्था, यह प्रक्रिया, जिसे उत्तेजित उत्सर्जन कहा जाता है, लेजर क्रिया के लिए मौलिक है (ऊपर चित्र में दिखाया गया है)। इस प्रक्रिया में, कुंजी प्रकाश के समान ही तरंग दैर्ध्य वाली फोटॉन होती है जो उत्सर्जित होती है।
प्रवर्धन और जनसंख्या व्युत्क्रम
जब उत्तेजित उत्सर्जन के लिए अनुकूल परिस्थितियां बनाई जाती हैं, तो अधिक से अधिक परमाणुओं को फोटॉन का उत्सर्जन करने के लिए मजबूर किया जाता है जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है और ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा जारी होती है। यह एक विशेष तरंग दैर्ध्य (मोनोक्रोमैटिक प्रकाश) उत्सर्जित करने की ऊर्जा का तेजी से निर्माण करता है, एक विशेष, निश्चित दिशा में सुसंगत रूप से यात्रा करता है। इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रवर्धन कहा जाता है।
किसी समय में किसी भी स्तर पर परमाणुओं की संख्या को उस स्तर की जनसंख्या कहा जाता है। आम तौर पर, जब सामग्री बाहरी रूप से उत्साहित नहीं होती है, तो निचले स्तर या जमीनी स्थिति की आबादी ऊपरी स्तर से अधिक होती है। जब ऊपरी स्तर की आबादी निचले स्तर से अधिक हो जाती है, जो सामान्य अधिभोग का उलटा है, तो प्रक्रिया को जनसंख्या उलटा कहा जाता है। यह स्थिति लेज़र एक्शन के लिए आवश्यक है। किसी भी उत्तेजित उत्सर्जन के लिए।
यह आवश्यक है कि ऊपरी ऊर्जा स्तर या मिले हुए स्थिर अवस्था में एक लंबा जीवनकाल होना चाहिए, अर्थात, परमाणुओं को निचले स्तर की तुलना में अधिक समय तक स्थिर स्थिति में विराम देना चाहिए। इस प्रकार, लेज़र एक्शन के लिए, पम्पिंग मैकेनिज्म (बाहरी स्रोत के साथ रोमांचक) एक से होना चाहिए, जो कि निचले स्तर के सापेक्ष ऊपरी ऊर्जा स्तर में परमाणुओं की अधिक आबादी को बनाए रखने के लिए है।
यह आवश्यक है कि ऊपरी ऊर्जा स्तर या मिले हुए स्थिर अवस्था में एक लंबा जीवनकाल होना चाहिए, अर्थात, परमाणुओं को निचले स्तर की तुलना में अधिक समय तक स्थिर स्थिति में विराम देना चाहिए। इस प्रकार, लेज़र एक्शन के लिए, पम्पिंग मैकेनिज्म (बाहरी स्रोत के साथ रोमांचक) एक से होना चाहिए, जो कि निचले स्तर के सापेक्ष ऊपरी ऊर्जा स्तर में परमाणुओं की अधिक आबादी को बनाए रखने के लिए है।
लेजर डायोड को नियंत्रित करना
लेज़र डायोड का संचालन उच्च स्तर पर किया जाता है, आमतौर पर एक सामान्य एलईडी की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक होता है। नीचे दिया गया आंकड़ा एक सामान्य एलईडी और एक लेजर डायोड के प्रकाश उत्पादन के ग्राफ की तुलना करता है। एक एलईडी में लाइट आउटपुट लगातार बढ़ता है क्योंकि डायोड करंट बढ़ता है। एक लेज़र डायोड में, हालाँकि लेज़र लाइट का उत्पादन तब तक नहीं किया जाता है जब तक कि मौजूदा स्तर थ्रेशोल्ड स्तर तक नहीं पहुँच जाता है जब उत्तेजित उत्सर्जन होने लगता है। दहलीज वर्तमान सामान्य रूप से नष्ट होने से पहले डिवाइस के अधिकतम प्रवाह का 80% से अधिक होगा! इस कारण से, लेजर डायोड के माध्यम से वर्तमान को सावधानीपूर्वक विनियमित किया जाना चाहिए।
एक एलईडी के बीच तुलना
एक और समस्या यह है कि फोटॉनों का उत्सर्जन तापमान पर बहुत निर्भर है, डायोड पहले से ही अपनी सीमा के करीब संचालित हो रहा है और इसलिए गर्म हो जाता है, इसलिए प्रकाश उत्सर्जित (फोटॉन) और डायोड वर्तमान की मात्रा को बदल रहा है। जब तक लेजर डायोड कुशलता से काम कर रहा है तब तक यह आपदा के कगार पर चल रहा है! यदि धारा थ्रेशोल्ड करंट से कम हो जाती है और गिरती है, तो उत्तेजित उत्सर्जन थोडा बहुत चालू होता है और डायोड नष्ट हो जाता है।
जैसा कि सक्रिय परत फोटोलिटिंग फोटॉनों से भरा होता है, कुछ (आमतौर पर लगभग 60%) प्रकाश डायोड चिप के किनारे से एक संकीर्ण, सपाट बीम में बच जाता है। जैसा कि नीचे दिखाया गया है, कुछ अवशिष्ट प्रकाश भी विपरीत किनारे पर निकल जाते हैं और इसका उपयोग किया जाता है एक फोटोडायोड सक्रिय करें , जो प्रकाश को वापस विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है। लेजर डायोड में गतिविधि को मापने के लिए और इस प्रकार लेजर डायोड के माध्यम से वर्तमान को नियंत्रित करके सुनिश्चित करें कि वर्तमान और प्रकाश उत्पादन एक स्थिर और सुरक्षित स्तर पर रहता है, इस वर्तमान को स्वचालित डायोड चालक सर्किट के फीडबैक के रूप में उपयोग किया जाता है।
लेजर डायोड को नियंत्रित करना
लेजर डायोड के अनुप्रयोग
लेजर डायोड मॉड्यूल जीवन विज्ञान, औद्योगिक या वैज्ञानिक उपकरण जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं। लेजर डायोड मॉड्यूल तरंग दैर्ध्य, उत्पादन शक्तियों, या बीम आकार की एक विस्तृत विविधता में उपलब्ध हैं।
सीडी और डीवीडी प्लेयर और रिकॉर्डर, बार कोड रीडर, सुरक्षा प्रणाली, ऑप्टिकल संचार और सर्जिकल उपकरणों सहित परिचित अनुप्रयोगों की बढ़ती संख्या में कम शक्ति वाले लेजर का उपयोग किया जाता है
औद्योगिक अनुप्रयोग: उत्कीर्णन, कटाई, स्क्रिबिंग, ड्रिलिंग, वेल्डिंग, आदि।
चिकित्सा अनुप्रयोग अवांछित ऊतकों को निकालते हैं, प्रतिदीप्ति, दंत चिकित्सा का उपयोग करके कैंसर कोशिकाओं के निदान। सामान्य तौर पर, लेजर का उपयोग करने वाले परिणाम सर्जिकल चाकू का उपयोग करने वाले परिणामों से बेहतर होते हैं।
लेज़र डायोड दूरसंचार के लिए उपयोग किया जाता है: टेलीकॉम क्षेत्र में 1.3 माइक्रोन और 1.55 माइक्रोन बैंड लेजर डायोड का उपयोग सिलिका फाइबर लेज़रों के लिए मुख्य प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है जिससे बैंड में कम संचरण हानि होती है। अलग-अलग बैंड के साथ लेजर डायोड का उपयोग ऑप्टिकल प्रवर्धन के लिए या छोटी दूरी के ऑप्टिकल लिंक के लिए पंपिंग स्रोत के लिए किया जाता है।
इस प्रकार, यह सब के बारे में है लेजर डायोड निर्माण और इसके उपयोग। अगर आपकी इसमें रूचि है तो एलईडी आधारित परियोजनाओं का निर्माण अपने दम पर, फिर आप नीचे दिए गए टिप्पणी अनुभाग में अपने प्रश्नों या नवीन विचारों को पोस्ट करके हमसे संपर्क कर सकते हैं। आपके लिए एक सवाल है, लेजर डायोड का कार्य क्या है?
