লেজার ডাযোড কি?

লেজার ডাযোড কি?

লেজার ডাযোডের সংজ্ঞা

লেজার ডাযোড হল এমন একটি ডাযোড যা বিদ্যুৎ প্রবাহের মাধ্যমে লেজার আলো উৎপন্ন করতে পারে। এটি একটি p-n জাঙ্কশন এবং তার মধ্যে একটি অতিরিক্ত ইন্ট্রিনসিক লেয়ার দিয়ে গঠিত, যা একটি p-i-n স্ট্রাকচার তৈরি করে। ইন্ট্রিনসিক লেয়ারটি হল সক্রিয় অঞ্চল, যেখানে ইলেকট্রন এবং হোলের পুনর্মিলনের মাধ্যমে আলো উৎপন্ন হয়।

p-টাইপ এবং n-টাইপ অঞ্চলগুলি অতিরিক্ত ক্যারিয়ার তৈরি করার জন্য প্রচুর পরিমাণে বিশুদ্ধ নয় উপাদান দিয়ে প্রভাবিত করা হয়, অন্যদিকে ইন্ট্রিনসিক লেয়ারটি অবিশুদ্ধ বা হালকা পরিমাণে প্রভাবিত করা হয় যাতে অপটিক্যাল অ্যাম্প্লিফিকেশন ঘটতে পারে। ইন্ট্রিনসিক লেয়ারের দুই প্রান্ত প্রতিফলক উপাদান দিয়ে আবৃত করা হয়, একটি পূর্ণ প্রতিফলক এবং একটি আংশিক প্রতিফলক, যা একটি অপটিক্যাল ক্যাভিটি তৈরি করে যা আলো আটক করে এবং উত্তেজিত উৎপাদন বাড়ায়।

উত্তেজিত উৎপাদন ঘটে যখন একটি আগত ফোটন একটি উত্তেজিত ইলেকট্রনকে নিম্ন শক্তির স্তরে নামিয়ে আনে এবং একটি অন্য ফোটন উৎপন্ন করে যা আগত ফোটনের সাথে কম্পাঙ্ক, পর্যায়, পোলারাইজেশন এবং দিকে একই হয়। এভাবে, ক্যাভিটির মধ্যে ফোটনের সংখ্যা সূচকীয়ভাবে বাড়ে, যা একটি সমন্বিত আলোর বিম তৈরি করে যা আংশিক প্রতিফলক প্রান্ত দিয়ে বেরিয়ে আসে।

লেজার আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য অর্ধপরিবাহী উপাদানের ব্যান্ড গ্যাপ এবং অপটিক্যাল ক্যাভিটির দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে, যা ইনফ্রারেড থেকে অতিবেগুনি পর্যন্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ সম্ভব করে।

অপারেশনাল মেকানিজম

একটি লেজার ডাযোড p-n জাঙ্কশনের মধ্যে একটি ফরওয়ার্ড বায়াস ভোল্টেজ প্রয়োগ করে কাজ করে, যা ডিভাইসের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ ঘটায়। বিদ্যুৎ প্রবাহ n-টাইপ অঞ্চল থেকে ইলেকট্রন এবং p-টাইপ অঞ্চল থেকে হোল ইন্ট্রিনসিক লেয়ারে প্রবেশ করায়, যেখানে তারা পুনর্মিলিত হয় এবং ফোটনের আকারে শক্তি মুক্ত করে।

এই ফোটনগুলির কিছু এক্সপোনেনশিয়ালভাবে উৎপন্ন হয় এবং অন্য কিছু ক্যাভিটির মধ্যে বিদ্যমান ফোটনগুলির দ্বারা উত্তেজিত হয় এবং তাদের সাথে পর্যায়ে উৎপন্ন হয়। উত্তেজিত ফোটনগুলি প্রতিফলক প্রান্তগুলির মধ্যে প্রতিফলিত হয়, যা আরও উত্তেজিত উৎপাদন ঘটায় এবং একটি জনসংখ্যা উল্টানো তৈরি করে, যেখানে উত্তেজিত ইলেকট্রনের সংখ্যা অনুত্তেজিত ইলেকট্রনের চেয়ে বেশি হয়।

যখন জনসংখ্যা উল্টানো একটি থ্রেশহোল্ড স্তরে পৌঁছায়, তখন স্থিতিশীল লেজার আউটপুট অর্জিত হয়, যেখানে উত্তেজিত উৎপাদনের হার ফোটন হার্ট্রান্সমিশন বা শোষণের হারের সমান হয়। লেজার ডাযোডের আউটপুট পাওয়ার ইনপুট বিদ্যুৎ এবং ডিভাইসের দক্ষতার উপর নির্ভর করে।

আউটপুট পাওয়ার ডিভাইসের তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল; উচ্চ তাপমাত্রা দক্ষতাকে কমিয়ে দেয় এবং থ্রেশহোল্ড বিদ্যুৎ বাড়ায়, যা অপ্টিমাম পারফরম্যান্সের জন্য কুলিং সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তা তৈরি করে।

লেজার ডাযোডের প্রকারভেদ

লেজার ডাযোড তাদের স্ট্রাকচার, অপারেশনের মোড, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, আউটপুট পাওয়ার এবং প্রয়োগের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। কিছু সাধারণ প্রকার হল:

• সিঙ্গেল-মোড লেজার ডাযোড

• মাল্টি-মোড লেজার ডাযোড

• মাস্টার অসিলেটর পাওয়ার অ্যাম্প্লিফায়ার (MOPA) লেজার ডাযোড

• ভার্টিক্যাল ক্যাভিটি সারফেস ইমিটিং লেজার (VCSEL) ডাযোড

• ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক (DFB) লেজার ডাযোড

• এক্সটার্নাল ক্যাভিটি ডাযোড লেজার (ECDLs)

লেজার ডাযোডের প্রয়োগ

• অপটিক্যাল স্টোরেজ

• অপটিক্যাল কমিউনিকেশন

• অপটিক্যাল স্ক্যানিং

• অপটিক্যাল সেন্সিং

• অপটিক্যাল ডিসপ্লে

• অপটিক্যাল সার্জারি

লেজার ডাযোডের সুবিধা

• কম আকার

• কম শক্তি ব্যবহার

• উচ্চ দক্ষতা

• দীর্ঘ জীবনকাল

• বিবিধতা

লেজার ডাযোডের অসুবিধা

• তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা

• অপটিক্যাল ফিডব্যাক

• মোড হপিং

• কস্ট

সারাংশ

লেজার ডাযোড হল একটি অর্ধপরিবাহী ডিভাইস যা উত্তেজিত উৎপাদনের মাধ্যমে সমন্বিত আলো উৎপন্ন করে। এটি একটি আলো উৎপাদনকারী ডাযোড (LED) এর মতো, কিন্তু এটি একটি জটিল স্ট্রাকচার এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়ার সময় রয়েছে।

একটি লেজার ডাযোড একটি p-n জাঙ্কশন এবং তার মধ্যে একটি অতিরিক্ত ইন্ট্রিনসিক লেয়ার দিয়ে গঠিত, যা একটি p-i-n স্ট্রাকচার তৈরি করে। ইন্ট্রিনসিক লেয়ারটি হল সক্রিয় অঞ্চল, যেখানে ইলেকট্রন এবং হোলের পুনর্মিলনের মাধ্যমে আলো উৎপন্ন হয়।

একটি লেজার ডাযোড p-n জাঙ্কশনের মধ্যে একটি ফরওয়ার্ড বায়াস ভোল্টেজ প্রয়োগ করে কাজ করে, যা ডিভাইসের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ ঘটায়। বিদ্যুৎ প্রবাহ n-টাইপ অঞ্চল থেকে ইলেকট্রন এবং p-টাইপ অঞ্চল থেকে হোল ইন্ট্রিনসিক লেয়ারে প্রবেশ করায়, যেখানে তারা পুনর্মিলিত হয় এবং ফোটনের আকারে শক্তি মুক্ত করে।

এই ফোটনগুলির কিছু এক্সপোনেনশিয়ালভাবে উৎপন্ন হয় এবং অন্য কিছু ক্যাভিটির মধ্যে বিদ্যমান ফোটনগুলির দ্বারা উত্তেজিত হয় এবং তাদের সাথে পর্যায়ে উৎপন্ন হয়। উত্তেজিত ফোটনগুলি প্রতিফলক প্রান্তগুলির মধ্যে প্রতিফলিত হয়, যা আরও উত্তেজিত উৎপাদন ঘটায় এবং একটি জনসংখ্যা উল্টানো তৈরি করে, যেখানে উত্তেজিত ইলেকট্রনের সংখ্যা অনুত্তেজিত ইলেকট্রনের চেয়ে বেশি হয়।

যখন জনসংখ্যা উল্টানো একটি থ্রেশহোল্ড স্তরে পৌঁছায়, তখন স্থিতিশীল লেজার আউটপুট অর্জিত হয়, যেখানে উত্তেজিত উৎপাদনের হার ফোটন হার্ট্রান্সমিশন বা শোষণের হারের সমান হয়। লেজার ডাযোডের আউটপুট পাওয়ার ইনপুট বিদ্যুৎ এবং ডিভাইসের দক্ষতার উপর নির্ভর করে।

লেজার আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য অর্ধপরিবাহ