ટ્યુનિંગ સિદ્ધાંતટ્યુનેબલ સેમિકન્ડક્ટર લેસર(ટ્યુનેબલ લેસર)
ટ્યુનેબલ સેમિકન્ડક્ટર લેસર એ એક પ્રકારનું લેસર છે જે ચોક્કસ શ્રેણીમાં લેસર આઉટપુટની તરંગલંબાઇને સતત બદલી શકે છે. ટ્યુનેબલ સેમિકન્ડક્ટર લેસર પોલાણની લંબાઈ, ગ્રેટિંગ રિફ્લેક્શન સ્પેક્ટ્રમ, ફેઝ અને અન્ય ચલોને સમાયોજિત કરવા માટે થર્મલ ટ્યુનિંગ, ઇલેક્ટ્રિકલ ટ્યુનિંગ અને મિકેનિકલ ટ્યુનિંગ અપનાવે છે જેથી તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત થાય. આ પ્રકારના લેસરમાં ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન, સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, સેન્સિંગ, મેડિકલ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વિશાળ શ્રેણીના એપ્લિકેશનો છે. આકૃતિ 1 એ ની મૂળભૂત રચના દર્શાવે છે.ટ્યુનેબલ લેસર, જેમાં લાઇટ ગેઇન યુનિટ, આગળ અને પાછળના મિરર્સથી બનેલું FP કેવિટી અને ઓપ્ટિકલ મોડ સિલેક્શન ફિલ્ટર યુનિટનો સમાવેશ થાય છે. અંતે, રિફ્લેક્શન કેવિટીની લંબાઈને સમાયોજિત કરીને, ઓપ્ટિકલ મોડ ફિલ્ટર તરંગલંબાઇ પસંદગી આઉટપુટ સુધી પહોંચી શકે છે.
આકૃતિ 1
ટ્યુનિંગ પદ્ધતિ અને તેની વ્યુત્પત્તિ
ટ્યુનેબલનો ટ્યુનિંગ સિદ્ધાંતસેમિકન્ડક્ટર લેસરોઆઉટપુટ લેસર તરંગલંબાઇમાં સતત અથવા અલગ ફેરફારો પ્રાપ્ત કરવા માટે મુખ્યત્વે લેસર રેઝોનેટરના ભૌતિક પરિમાણોમાં ફેરફાર પર આધાર રાખે છે. આ પરિમાણોમાં રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, પોલાણની લંબાઈ અને મોડ પસંદગીનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ તે મર્યાદિત નથી. નીચે કેટલીક સામાન્ય ટ્યુનિંગ પદ્ધતિઓ અને તેમના સિદ્ધાંતોની વિગતો આપે છે:
1. કેરિયર ઇન્જેક્શન ટ્યુનિંગ
કેરિયર ઇન્જેક્શન ટ્યુનિંગ એટલે સેમિકન્ડક્ટર લેસરના સક્રિય ક્ષેત્રમાં ઇન્જેક્ટેડ કરંટને બદલીને સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં ફેરફાર કરવો, જેથી તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય. જ્યારે કરંટ વધે છે, ત્યારે સક્રિય પ્રદેશમાં વાહક સાંદ્રતા વધે છે, જેના પરિણામે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં ફેરફાર થાય છે, જે બદલામાં લેસર તરંગલંબાઇને અસર કરે છે.
2. થર્મલ ટ્યુનિંગ થર્મલ ટ્યુનિંગ એ લેસરના કાર્યકારી તાપમાનમાં ફેરફાર કરીને સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને પોલાણની લંબાઈમાં ફેરફાર કરવાનો છે, જેથી તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય. તાપમાનમાં ફેરફાર સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને ભૌતિક કદને અસર કરે છે.
૩. યાંત્રિક ટ્યુનિંગ યાંત્રિક ટ્યુનિંગ એ લેસરના બાહ્ય ઓપ્ટિકલ તત્વોની સ્થિતિ અથવા કોણ બદલીને તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરવાનું છે. સામાન્ય યાંત્રિક ટ્યુનિંગ પદ્ધતિઓમાં વિવર્તન જાળીના ખૂણાને બદલવાનો અને અરીસાની સ્થિતિને ખસેડવાનો સમાવેશ થાય છે.
૪ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ ટ્યુનિંગ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ ટ્યુનિંગ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી પર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર લાગુ કરીને સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને બદલીને પ્રાપ્ત થાય છે, જેનાથી તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત થાય છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છેઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટર (ઇઓએમ) અને ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલી ટ્યુન કરેલા લેસરો.
સારાંશમાં, ટ્યુનેબલ સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો ટ્યુનિંગ સિદ્ધાંત મુખ્યત્વે રેઝોનેટરના ભૌતિક પરિમાણોને બદલીને તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગને સાકાર કરે છે. આ પરિમાણોમાં રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, કેવિટી લંબાઈ અને મોડ પસંદગીનો સમાવેશ થાય છે. ચોક્કસ ટ્યુનિંગ પદ્ધતિઓમાં કેરિયર ઇન્જેક્શન ટ્યુનિંગ, થર્મલ ટ્યુનિંગ, મિકેનિકલ ટ્યુનિંગ અને ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ ટ્યુનિંગનો સમાવેશ થાય છે. દરેક પદ્ધતિની પોતાની ચોક્કસ ભૌતિક પદ્ધતિ અને ગાણિતિક વ્યુત્પત્તિ હોય છે, અને યોગ્ય ટ્યુનિંગ પદ્ધતિની પસંદગી ચોક્કસ એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓ, જેમ કે ટ્યુનિંગ શ્રેણી, ટ્યુનિંગ ગતિ, રીઝોલ્યુશન અને સ્થિરતા અનુસાર ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.
પોસ્ટ સમય: ડિસેમ્બર-૧૭-૨૦૨૪