ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ನ ಕೆಲಸದ ತತ್ವ

ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣಾ ತತ್ವಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗೆ ನಿಯತಾಂಕ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ:
1. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ: ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತ, ಡೈನಾಮಿಕ್ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಇತರ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ, ಈ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ.
2. ರಚನಾತ್ಮಕ ನಿಯತಾಂಕಗಳು: ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಪ್ರಕಾಶಕ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆ, ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಅಂತ್ಯದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ, ಅನುಸ್ಥಾಪನೆಯ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ರೂಪರೇಖೆಯ ಗಾತ್ರ.
3. ತರಂಗಾಂತರ: ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ತರಂಗಾಂತರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು 650~1650nm, ಮತ್ತು ನಿಖರತೆ ಹೆಚ್ಚು.
4. ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ (ಐಥ್) ಮತ್ತು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಕರೆಂಟ್ (ಲೋಪ್) : ಈ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಪ್ರಾರಂಭದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಲಸದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ.
5. ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್: ಕೆಲಸದಲ್ಲಿರುವ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ನ ಶಕ್ತಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ, ಅವುಗಳ ಕೆಲಸದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು PV, PI ಮತ್ತು IV ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ಎಳೆಯಬಹುದು.

ಕೆಲಸದ ತತ್ವ
1. ಲಾಭದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು: ಲೇಸಿಂಗ್ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ (ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶ) ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳ ವಿಲೋಮ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅರೆವಾಹಕದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಹುತೇಕ ನಿರಂತರ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟಗಳ ಸರಣಿಯಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಕಣ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿಲೋಮವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಎರಡು ಶಕ್ತಿ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ರಂಧ್ರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರಬೇಕು. ಹೋಮೋಜಂಕ್ಷನ್ ಅಥವಾ ಹೆಟೆರೊಜಂಕ್ಷನ್‌ಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಪಕ್ಷಪಾತವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಸಕ್ರಿಯ ಪದರಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ವಾಹಕಗಳನ್ನು ಇಂಜೆಕ್ಟ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಿಮ್ಮುಖ ಕಣ ಜನಸಂಖ್ಯಾ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ರಂಧ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಮರುಸಂಯೋಜನೆಗೊಂಡಾಗ, ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.
2. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಸುಸಂಬದ್ಧವಾದ ಪ್ರಚೋದಿತ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ಲೇಸರ್ ಆಂದೋಲನವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರಚೋದಿತ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬೇಕು, ಲೇಸರ್‌ನ ರೆಸೋನೇಟರ್ ಅನ್ನು ಅರೆವಾಹಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸೀಳು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಕನ್ನಡಿಯಂತೆ ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ಬಹುಪದರದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಯವಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಿಂದ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. Fp ಕುಹರ (ಫ್ಯಾಬ್ರಿ-ಪೆರೋಟ್ ಕುಹರ) ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಾಗಿ, ಸ್ಫಟಿಕದ pn ಜಂಕ್ಷನ್ ಪ್ಲೇನ್‌ಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸೀಳು ಸಮತಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು FP ಕುಹರವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ನಿರ್ಮಿಸಬಹುದು.
(3) ಸ್ಥಿರವಾದ ಆಂದೋಲನವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು, ಲೇಸರ್ ಮಾಧ್ಯಮವು ಅನುರಣಕದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಕುಹರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಲೇಸರ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ದೊಡ್ಡ ಲಾಭವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಬೇಕು. ಇದು ಸಾಕಷ್ಟು ಬಲವಾದ ಕರೆಂಟ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಅಂದರೆ, ಸಾಕಷ್ಟು ಕಣ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿಲೋಮವಿರಬೇಕು, ಕಣ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿಲೋಮತೆಯ ಮಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ, ಲಾಭ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಅವಶ್ಯಕತೆಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಿತಿ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು. ಲೇಸರ್ ಮಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತರಂಗಾಂತರದೊಂದಿಗೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ವರ್ಧಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು.

ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆ
1. ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ದರ: ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ದರವು ಸಂವಹನ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆಂತರಿಕವಾಗಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್ (ನೇರವಾಗಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್) ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
2. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು: ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಿತರಿಸಿದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಲೇಸರ್‌ಗಳು (DFB ಲೇಸರ್) ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ರೋಹಿತದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಸಮನ್ವಯತೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿದೆ.
3. ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆ: ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು.
4. ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ: ಡೇಟಾ ಕೇಂದ್ರಗಳಂತಹ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳಲ್ಲಿ, ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗೆ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.