ट्युनिङ सिद्धान्तट्युनेबल अर्धचालक लेजर(ट्युनेबल लेजर)
ट्युनेबल अर्धचालक लेजर एक प्रकारको लेजर हो जसले लेजर आउटपुटको तरंगदैर्ध्यलाई निश्चित दायरामा निरन्तर परिवर्तन गर्न सक्छ। ट्युनेबल अर्धचालक लेजरले तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ प्राप्त गर्न गुहा लम्बाइ, ग्रेटिंग प्रतिबिम्ब स्पेक्ट्रम, चरण र अन्य चरहरू समायोजन गर्न थर्मल ट्युनिङ, विद्युतीय ट्युनिङ र मेकानिकल ट्युनिङ अपनाउँछ। यस प्रकारको लेजरमा अप्टिकल कम्युनिकेसन, स्पेक्ट्रोस्कोपी, सेन्सिङ, मेडिकल र अन्य क्षेत्रहरूमा विस्तृत अनुप्रयोगहरू छन्। चित्र १ ले a को आधारभूत संरचना देखाउँछ।ट्युनेबल लेजर, प्रकाश लाभ एकाइ, अगाडि र पछाडिको ऐना मिलेर बनेको FP गुहा, र अप्टिकल मोड चयन फिल्टर एकाइ सहित। अन्तमा, परावर्तन गुहाको लम्बाइ समायोजन गरेर, अप्टिकल मोड फिल्टरले तरंगदैर्ध्य चयन आउटपुटमा पुग्न सक्छ।
चित्र १
ट्युनिङ विधि र यसको व्युत्पत्ति
ट्युनेबलको ट्युनिङ सिद्धान्तअर्धचालक लेजरहरूआउटपुट लेजर तरंगदैर्ध्यमा निरन्तर वा अलग परिवर्तनहरू प्राप्त गर्न लेजर रेजोनेटरको भौतिक प्यारामिटरहरू परिवर्तन गर्न मुख्यतया निर्भर गर्दछ। यी प्यारामिटरहरूमा अपवर्तक सूचकांक, गुहा लम्बाइ, र मोड चयन समावेश छ, तर सीमित छैन। निम्न धेरै सामान्य ट्युनिङ विधिहरू र तिनीहरूका सिद्धान्तहरूको विवरण दिन्छ:
१. क्यारियर इन्जेक्सन ट्युनिङ
क्यारियर इन्जेक्सन ट्युनिङ भनेको अर्धचालक लेजरको सक्रिय क्षेत्रमा इन्जेक्ट गरिएको करेन्ट परिवर्तन गरेर सामग्रीको अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन गर्नु हो, ताकि तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ प्राप्त गर्न सकियोस्। जब करेन्ट बढ्छ, सक्रिय क्षेत्रमा वाहक सांद्रता बढ्छ, जसको परिणामस्वरूप अपवर्तक सूचकांकमा परिवर्तन हुन्छ, जसले गर्दा लेजर तरंगदैर्ध्यमा असर पर्छ।
२. थर्मल ट्युनिङ थर्मल ट्युनिङ भनेको लेजरको सञ्चालन तापक्रम परिवर्तन गरेर सामग्रीको अपवर्तक सूचकांक र गुहाको लम्बाइ परिवर्तन गर्नु हो, ताकि तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ प्राप्त गर्न सकियोस्। तापक्रममा हुने परिवर्तनले सामग्रीको अपवर्तक सूचकांक र भौतिक आकारलाई असर गर्छ।
३. मेकानिकल ट्युनिङ मेकानिकल ट्युनिङ भनेको लेजरको बाह्य अप्टिकल तत्वहरूको स्थिति वा कोण परिवर्तन गरेर तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ प्राप्त गर्नु हो। सामान्य मेकानिकल ट्युनिङ विधिहरूमा विवर्तन ग्रेटिंगको कोण परिवर्तन गर्ने र ऐनाको स्थिति सार्ने समावेश छ।
४ इलेक्ट्रो-अप्टिकल ट्युनिङ इलेक्ट्रो-अप्टिकल ट्युनिङ अर्धचालक सामग्रीमा विद्युतीय क्षेत्र लागू गरेर सामग्रीको अपवर्तन सूचकांक परिवर्तन गरेर प्राप्त गरिन्छ, जसले गर्दा तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ प्राप्त हुन्छ। यो विधि सामान्यतया प्रयोग गरिन्छइलेक्ट्रो-अप्टिकल मोड्युलेटरहरू (ईओएम) र इलेक्ट्रो-अप्टिकली ट्युन गरिएका लेजरहरू।
संक्षेपमा, ट्युनेबल सेमीकन्डक्टर लेजरको ट्युनिङ सिद्धान्तले मुख्यतया रेजोनेटरको भौतिक प्यारामिटरहरू परिवर्तन गरेर तरंगदैर्ध्य ट्युनिङलाई महसुस गर्छ। यी प्यारामिटरहरूमा अपवर्तक सूचकांक, गुहा लम्बाइ, र मोड चयन समावेश छ। विशिष्ट ट्युनिङ विधिहरूमा क्यारियर इन्जेक्सन ट्युनिङ, थर्मल ट्युनिङ, मेकानिकल ट्युनिङ र इलेक्ट्रो-अप्टिकल ट्युनिङ समावेश छन्। प्रत्येक विधिको आफ्नै विशिष्ट भौतिक संयन्त्र र गणितीय व्युत्पन्न हुन्छ, र उपयुक्त ट्युनिङ विधिको चयनलाई ट्युनिङ दायरा, ट्युनिङ गति, रिजोल्युसन र स्थिरता जस्ता विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताहरू अनुसार विचार गर्न आवश्यक छ।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-१७-२०२४