لیزر ڈایڈڈ کیا ہے؟
لیزر ڈائیوڈ (سیمی کنڈکٹر لیزر) ایک الیکٹرانک ڈیوائس ہے جو سیمی کنڈکٹر پی این جنکشن کو روشنی کی توانائی میں تبدیل کرنے اور لیزر پیدا کرنے کے لیے استعمال کرتی ہے۔ لیزر ڈایڈڈ میں بہترین ڈائریکٹیوٹی اور سیدھا پن ہے۔ آسان توانائی کے کنٹرول کے ساتھ روشنی کے ذریعہ کے طور پر، یہ آپٹیکل مواصلات، طبی علاج، سینسنگ، ڈیٹا اسٹوریج، تفریح اور تفریح میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے. اس کا بنیادی اصول یہ ہے کہ جب الیکٹران اور سوراخ دوبارہ اکٹھے ہو جائیں تو پیدا ہونے والی روشنی کا استعمال کریں۔
لیزر ڈائیوڈس کو "سیمک کنڈکٹر لیزرز" بھی کہا جاتا ہے۔ "لیزر" "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" کا مخفف ہے، جس کا مطلب ہے "روشنی امپلیفیکیشن کا محرک اخراج"۔ یہاں تک کہ اگر قدرتی روشنی اور ایل ای ڈی روشنی کی طول موج مستقل ہے، ان کے مرحلے کا فرق مستقل نہیں ہے اور لہر کی شکل یکساں نہیں ہے۔ لیزر "مربوط" روشنی ہے جو صرف ایک مخصوص طول موج کو بڑھاتی ہے۔ مربوط روشنی کے ذرائع میں ایک مستقل مرحلے کا فرق اور ایک مستقل لہر کی شکل ہوتی ہے، اور مداخلت کو فوکس کو بہت چھوٹا بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (کچھ um~)، اس لیے انہیں مختلف ایپلی کیشنز جیسے آپٹیکل سوئچز اور آپٹیکل ماڈیولیشن میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔
تاریخ اور ترقی
لیزر ڈائیوڈز کی تاریخ 1917 میں شروع ہوئی، جب البرٹ آئن سٹائن نے سب سے پہلے "تابکاری کے محرک اخراج" کے رجحان کو پیش کیا، جس نے تمام لیزر ٹیکنالوجیز کی بنیاد رکھی۔ بعد میں، جرمن جان وون نیومن نے 1953 میں ایک غیر مطبوعہ مخطوطہ میں سیمی کنڈکٹر لیزرز کے تصور کو بیان کیا۔ 1957 میں، امریکی گورڈن گولڈ نے تجویز پیش کی کہ تابکاری کے محرک اخراج کو روشنی کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور اسے "لیزر (لائٹ ایمپلیفیکیشن بذریعہ Stimulated Emission of Stimulated Emission) کا نام دیا۔ تابکاری)"۔ اس طرح، جیسا کہ مختلف ممالک کے سائنسدان لیزرز کی تحقیق میں پیش رفت کرتے رہے، 1962 میں گیلیم آرسنائیڈ (GaAs) سیمی کنڈکٹر لیزر کا ہوموجنکشن ڈھانچہ سامنے آیا، اور مربوط لائٹ ٹیکنالوجی کی حقیقت میں تصدیق کی گئی۔ اسی سال، مرئی روشنی کی دولن بھی کامیاب رہی۔ تاہم، اس دور کے سیمی کنڈکٹر لیزرز کو کمرے کے درجہ حرارت پر مسلسل دوغلے کے ساتھ مسائل تھے۔ 1970 میں، ڈبل heterostructures کی دریافت نے کمرے کے درجہ حرارت پر مسلسل دوہرائی کو ممکن بنایا۔ 1970 کی دہائی کے بعد، سیمی کنڈکٹر لیزر ٹیکنالوجی نے تیزی سے ترقی کی اور اسے مختلف شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا۔
لیزر ڈایڈس کا روشنی خارج کرنے والا اصول
لیزر ڈایڈس سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز ہیں جو ایک مخصوص طول موج کی لیزر روشنی کو خارج کر سکتے ہیں۔ اس کا بنیادی ڈھانچہ p-ٹائپ سیمی کنڈکٹر اور ایک n-ٹائپ سیمی کنڈکٹر پر مشتمل pn جنکشن پر مشتمل ہے، ایک فعال تہہ جو روشنی خارج کرتی ہے، اور ایک لیپت آئینے پر مشتمل ہے جو روشنی کو منعکس کرتا ہے۔ لیزر ڈائیوڈس کا روشنی خارج کرنے والا اصول یہ ہے کہ جب کرنٹ بہتا ہے، الیکٹران اور سوراخ دوبارہ اکٹھے ہو جاتے ہیں، اور ریڈی ایٹڈ فوٹون فعال پرت میں بڑھ جاتے ہیں اور لیزر لائٹ بنانے کے لیے گونجنے والے میں منعکس ہوتے ہیں۔ آئیے پہلے لیزر ڈائیوڈس اور ایل ای ڈی کے اشتراک کردہ "روشنی سے خارج کرنے والے سیمی کنڈکٹرز" کے بنیادی ڈھانچے اور روشنی خارج کرنے والے اصول کو سمجھیں۔
ڈایڈس کی بنیادی ساخت اور مواد
سیمی کنڈکٹرز ایسے مواد ہیں جن میں "کنڈکٹرز" کے درمیان چالکتا ہے جو بجلی چلاتے ہیں اور "انسولیٹر (نان کنڈکٹرز)" جو آسانی سے بجلی نہیں چلاتے ہیں۔ کنڈکٹرز میں دھاتی مواد جیسے لوہا اور سونا شامل ہوتا ہے، اور انسولیٹر میں ربڑ اور شیشہ جیسے مواد شامل ہوتے ہیں۔ سیمی کنڈکٹر بجلی کے بہاؤ کو کنڈکٹیو یا غیر موصل بنا کر کنٹرول کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، استعمال کے کچھ طریقوں میں، ہلکی توانائی اور برقی توانائی کے درمیان توانائی کی تبدیلی بھی کی جا سکتی ہے۔
عام طور پر، ڈایڈس کے اجزاء بنیادی طور پر سلکان (Si) سے بنے ہوتے ہیں۔ سیلیکون (Si) سب سے عام سیمی کنڈکٹر مواد ہے۔ سیلیکون فطرت میں "سلیکا (SiO2: پتھر جس کا بنیادی جزو سلکان ڈائی آکسائیڈ ہے)" کی شکل میں موجود ہے اور یہ وسائل سے بھرپور مواد ہے۔ یہ بہت سی سیمی کنڈکٹر مصنوعات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے کیونکہ اس پر عمل کرنا آسان ہے۔
سیمی کنڈکٹر مواد کے طور پر سیلیکون (Si) اصل میں ایک انسولیٹر ہے اور کیریئر کے طور پر تقریباً کوئی مفت الیکٹران نہیں ہے۔ لہذا، سلکان (Si) میں کیریئر کی حراستی کو بڑھانے کے لیے سلیکون (Si) میں دیگر نجاستوں کو شامل کرکے، اس کی چالکتا میں اضافہ کیا جاتا ہے۔ سیمی کنڈکٹرز جو اس طرح کی نجاستوں کو شامل کر کے کیریئرز کو بڑھاتے ہیں انہیں "ناپاک سیمی کنڈکٹرز" کہا جاتا ہے۔ کیریئرز میں مفت الیکٹران اور مفت سوراخ شامل ہیں۔ ان میں، سیمی کنڈکٹرز جو مفت الیکٹران کیریئرز کو بڑھاتے ہیں انہیں "n-type سیمک کنڈکٹرز" کہا جاتا ہے، اور سیمی کنڈکٹرز جو فری ہول کیریئرز کو بڑھاتے ہیں انہیں "p-type سیمک کنڈکٹرز" کہا جاتا ہے۔
* پی قسم کا سیمی کنڈکٹر (+: مثبت، بہت سے سوراخوں والا سیمی کنڈکٹر)، این ٹائپ سیمی کنڈکٹر (-: منفی، بہت سے الیکٹرانوں والا سیمی کنڈکٹر)
ڈائیوڈ کا عنصر ایک ڈھانچہ ہے جس میں ایک p-type سیمک کنڈکٹر اور ایک n-type سیمک کنڈکٹر جڑے ہوئے ہیں، جسے "pn جنکشن" کہا جاتا ہے۔ پی قسم کے سیمی کنڈکٹر کے پن کو "انوڈ" کہا جاتا ہے، اور این قسم کے سیمی کنڈکٹر کے پن کو "کیتھوڈ" کہا جاتا ہے۔ کرنٹ انوڈ سے کیتھوڈ کی طرف بہتا ہے۔
ڈایڈڈ روشنی کے اخراج کا اصول
جب ایک فارورڈ وولٹیج pn جنکشن عنصر پر لاگو ہوتا ہے، تو سوراخ (مثبت) اور الیکٹران (منفی) جنکشن کی طرف بڑھتے ہیں اور یکجا ہوتے ہیں۔ اس وقت پیدا ہونے والی اضافی توانائی ہلکی توانائی میں بدل جاتی ہے، اس طرح روشنی کا اخراج حاصل ہوتا ہے۔ اس رجحان کو "کمپاؤنڈ لائٹ ایمیشن" کہا جاتا ہے۔
لیزر ڈایڈس کو اس سمت کے مطابق درجہ بندی کیا جا سکتا ہے جس میں روشنی خارج ہوتی ہے۔
Edge Emitting Laser (EEL): ایک ڈھانچہ جو سیمی کنڈکٹر کی کلیویج سطح کو ریفلیکٹر کے طور پر استعمال کرتا ہے تاکہ کلیویج سطح سے روشنی خارج کی جا سکے۔
سرفیس ایمیٹنگ لیزر (SEL): ایک ڈھانچہ جو سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ کی سطح سے عمودی طور پر روشنی خارج کرتا ہے۔
عمودی کیویٹی سرفیس ایمیٹنگ لیزر (VCSEL): سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ کی سطح کی عمودی سمت میں ایک آپٹیکل ریزوننٹ کیویٹی بنتی ہے، اور خارج ہونے والی لیزر بیم سبسٹریٹ کی سطح پر کھڑی ہوتی ہے۔ اس میں کم تھریشولڈ کرنٹ، کم کرنٹ کے ساتھ تیز رفتار ماڈیولیشن، اور درجہ حرارت کا اچھا استحکام کی خصوصیات ہیں، اور یہ آپٹیکل کمیونیکیشنز اور سینسر فیلڈز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔
یہ مختلف قسم کے لیزر ڈایڈس میں مختلف خصوصیات ہیں اور فی الحال ان کی خصوصیات کی بنیاد پر مختلف قسم کے ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔
لیزر ڈایڈس کی زندگی
لیزر ڈایڈس کی اوسط زندگی آپریٹنگ ماحول (آپریٹنگ درجہ حرارت، جامد بجلی، بجلی کی فراہمی کا شور، وغیرہ) پر منحصر ہے، اور عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ انہیں عام حالات میں تقریباً 10،000 گھنٹے تک مسلسل روشن کیا جا سکتا ہے۔ (کیس کا درجہ حرارت 25 ڈگری) اگر استعمال کے دوران آپریٹنگ درجہ حرارت زیادہ ہو تو، سروس کی زندگی مختصر ہو جائے گی، اور الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج (ESD) بھی ناکامی کا سبب بن سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، بجلی کی فراہمی سے پیدا ہونے والے سرجز اور شور بھی لیزر عنصر کو نقصان پہنچا سکتے ہیں۔
لیزر ڈائیوڈ کو لمبے عرصے تک استعمال کرنے کے لیے، گرمی کی کھپت کے اقدامات جیسے ہیٹ سنک، کافی اینٹی سٹیٹک اور اینٹی سرج اقدامات، شور فلٹرز کا استعمال، اور آؤٹ پٹ کو کم سے کم مطلوبہ حد تک کنٹرول کرنا مؤثر طریقے سے بڑھا سکتا ہے۔ سروس کی زندگی.
لیزر سے خارج ہونے والی روشنی کی طاقت کی کثافت زیادہ ہوتی ہے۔ اگر غلط استعمال کیا جائے تو اخراج کی تھوڑی مقدار بھی انسانی جسم کو نقصان پہنچا سکتی ہے جو کہ بہت خطرناک ہے۔ لہذا، استعمال سے پہلے کافی حفاظتی اقدامات کئے جانے چاہئیں۔
ہمارا پتہ
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
فون نمبر
0086 181 5840 0345
ای میل
info@brandnew-china.com
