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फाइबर-युग्मित लेजर डायोड की परिभाषा, कार्य सिद्धांत और विशिष्ट तरंगदैर्ध्य
फाइबर-युग्मित लेज़र डायोड एक अर्धचालक उपकरण है जो सुसंगत प्रकाश उत्पन्न करता है, जिसे फिर फाइबर ऑप्टिक केबल से जोड़ने के लिए सटीक रूप से केंद्रित और संरेखित किया जाता है। इसका मूल सिद्धांत डायोड को उत्तेजित करने के लिए विद्युत धारा का उपयोग करना है, जिससे उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से फोटॉन उत्पन्न होते हैं। ये फोटॉन डायोड के भीतर प्रवर्धित होते हैं, जिससे एक लेज़र किरण उत्पन्न होती है। सावधानीपूर्वक केंद्रित और संरेखित करके, इस लेज़र किरण को फाइबर ऑप्टिक केबल के कोर में निर्देशित किया जाता है, जहाँ यह पूर्ण आंतरिक परावर्तन द्वारा न्यूनतम हानि के साथ संचारित होती है।
तरंगदैर्ध्य की सीमा
फाइबर-युग्मित लेज़र डायोड मॉड्यूल की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य उसके इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है। आम तौर पर, ये उपकरण तरंगदैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर कर सकते हैं, जिनमें शामिल हैं:
दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम:लगभग 400 एनएम (बैंगनी) से लेकर 700 एनएम (लाल) तक। इनका उपयोग अक्सर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनमें प्रकाश, प्रदर्शन या संवेदन के लिए दृश्य प्रकाश की आवश्यकता होती है।
निकट-अवरक्त (एनआईआर):लगभग 700 एनएम से लेकर 2500 एनएम तक। एनआईआर तरंगदैर्ध्य का उपयोग आमतौर पर दूरसंचार, चिकित्सा अनुप्रयोगों और विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है।
मध्य-इन्फ्रारेड (एमआईआर): 2500 एनएम से आगे तक विस्तार, हालांकि विशिष्ट अनुप्रयोगों और आवश्यक फाइबर सामग्री के कारण मानक फाइबर-युग्मित लेजर डायोड मॉड्यूल में कम आम है।
लुमिस्पॉट टेक विभिन्न ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 525nm, 790nm, 792nm, 808nm, 878.6nm, 888nm, 915m और 976nm की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के साथ फाइबर-युग्मित लेजर डायोड मॉड्यूल प्रदान करता है।'आवेदन की जरूरत है.
विशिष्ट Aआवेदनs विभिन्न तरंगदैर्घ्यों पर फाइबर-युग्मित लेज़रों का
यह मार्गदर्शिका विभिन्न लेज़र प्रणालियों में पंप स्रोत तकनीकों और ऑप्टिकल पंपिंग विधियों को आगे बढ़ाने में फाइबर-युग्मित लेज़र डायोड (LD) की महत्वपूर्ण भूमिका का अन्वेषण करती है। विशिष्ट तरंगदैर्ध्य और उनके अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित करके, हम इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि कैसे ये लेज़र डायोड फाइबर और सॉलिड-स्टेट लेज़र दोनों के प्रदर्शन और उपयोगिता में क्रांति लाते हैं।
फाइबर लेज़रों के लिए पंप स्रोतों के रूप में फाइबर-युग्मित लेज़रों का उपयोग
1064nm ~ 1080nm फाइबर लेजर के लिए पंप स्रोत के रूप में 915nm और 976nm फाइबर युग्मित LD।
1064nm से 1080nm रेंज में काम करने वाले फाइबर लेज़रों के लिए, 915nm और 976nm तरंगदैर्ध्य वाले उत्पाद प्रभावी पंप स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। इनका उपयोग मुख्यतः लेज़र कटिंग और वेल्डिंग, क्लैडिंग, लेज़र प्रोसेसिंग, मार्किंग और उच्च-शक्ति लेज़र हथियार जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है। प्रत्यक्ष पंपिंग नामक इस प्रक्रिया में फाइबर पंप प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे 1064nm, 1070nm और 1080nm जैसी तरंगदैर्ध्य पर लेज़र आउटपुट के रूप में सीधे उत्सर्जित करता है। इस पंपिंग तकनीक का व्यापक रूप से अनुसंधान लेज़रों और पारंपरिक औद्योगिक लेज़रों, दोनों में उपयोग किया जाता है।
1550nm फाइबर लेजर के पंप स्रोत के रूप में 940nm के साथ फाइबर युग्मित लेजर डायोड
1550nm फाइबर लेज़र के क्षेत्र में, 940nm तरंगदैर्घ्य वाले फाइबर-युग्मित लेज़रों का उपयोग आमतौर पर पंप स्रोतों के रूप में किया जाता है। यह अनुप्रयोग लेज़र LiDAR के क्षेत्र में विशेष रूप से मूल्यवान है।
790nm के साथ फाइबर युग्मित लेजर डायोड के विशेष अनुप्रयोग
790nm पर फाइबर-युग्मित लेज़र न केवल फाइबर लेज़रों के लिए पंप स्रोत के रूप में काम करते हैं, बल्कि ठोस-अवस्था लेज़रों में भी उपयोगी होते हैं। इनका उपयोग मुख्यतः 1920nm तरंगदैर्घ्य के आसपास संचालित लेज़रों के लिए पंप स्रोत के रूप में किया जाता है, और इनका प्राथमिक अनुप्रयोग प्रकाश-विद्युत प्रतिवादों में होता है।
अनुप्रयोगठोस अवस्था लेज़र के लिए पंप स्रोत के रूप में फाइबर-युग्मित लेज़रों का उपयोग
355nm और 532nm के बीच उत्सर्जित होने वाले सॉलिड-स्टेट लेज़रों के लिए, 808nm, 880nm, 878.6nm और 888nm तरंगदैर्ध्य वाले फाइबर-युग्मित लेज़र बेहतर विकल्प हैं। इनका वैज्ञानिक अनुसंधान और बैंगनी, नीले और हरे स्पेक्ट्रम में सॉलिड-स्टेट लेज़रों के विकास में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
अर्धचालक लेज़रों के प्रत्यक्ष अनुप्रयोग
प्रत्यक्ष अर्धचालक लेज़र अनुप्रयोगों में प्रत्यक्ष आउटपुट, लेंस युग्मन, सर्किट बोर्ड एकीकरण और सिस्टम एकीकरण शामिल हैं। 450nm, 525nm, 650nm, 790nm, 808nm और 915nm जैसे तरंगदैर्ध्य वाले फाइबर-युग्मित लेज़रों का उपयोग प्रकाश व्यवस्था, रेलवे निरीक्षण, मशीन विज़न और सुरक्षा प्रणालियों सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है।
फाइबर लेजर और ठोस अवस्था लेजर के पंप स्रोत के लिए आवश्यकताएँ।
फाइबर लेज़रों और सॉलिड-स्टेट लेज़रों के लिए पंप स्रोत आवश्यकताओं की विस्तृत समझ के लिए, इन लेज़रों की कार्यप्रणाली और उनकी कार्यक्षमता में पंप स्रोतों की भूमिका की बारीकियों को समझना ज़रूरी है। यहाँ, हम पंपिंग तंत्र की बारीकियों, प्रयुक्त पंप स्रोतों के प्रकार और लेज़र के प्रदर्शन पर उनके प्रभाव को शामिल करने के लिए प्रारंभिक अवलोकन का विस्तार करेंगे। पंप स्रोतों का चुनाव और विन्यास लेज़र की दक्षता, आउटपुट शक्ति और किरण गुणवत्ता को सीधे प्रभावित करते हैं। कुशल युग्मन, तरंगदैर्ध्य मिलान और तापीय प्रबंधन प्रदर्शन को अनुकूलित करने और लेज़र के जीवनकाल को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण हैं। लेज़र डायोड तकनीक में प्रगति फाइबर और सॉलिड-स्टेट लेज़रों, दोनों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता में निरंतर सुधार कर रही है, जिससे वे विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अधिक बहुमुखी और लागत प्रभावी बन रहे हैं।
- फाइबर लेज़र पंप स्रोत आवश्यकताएँ
लेजर डायोडपंप स्रोत के रूप में:फाइबर लेज़र मुख्य रूप से अपनी दक्षता, छोटे आकार और डोप किए गए फाइबर के अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाने वाले प्रकाश की एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य उत्पन्न करने की क्षमता के कारण अपने पंप स्रोत के रूप में लेज़र डायोड का उपयोग करते हैं। लेज़र डायोड तरंगदैर्ध्य का चुनाव महत्वपूर्ण है; उदाहरण के लिए, फाइबर लेज़रों में एक सामान्य डोपेंट यटरबियम (Yb) है, जिसका इष्टतम अवशोषण शिखर लगभग 976 nm होता है। इसलिए, इस तरंगदैर्ध्य पर या उसके निकट उत्सर्जित होने वाले लेज़र डायोड Yb-डोप किए गए फाइबर लेज़रों को पंप करने के लिए पसंद किए जाते हैं।
डबल-क्लैड फाइबर डिज़ाइन:पंप लेज़र डायोड से प्रकाश अवशोषण की दक्षता बढ़ाने के लिए, फाइबर लेज़र अक्सर डबल-क्लैड फाइबर डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। आंतरिक कोर को सक्रिय लेज़र माध्यम (जैसे, Yb) से डोप किया जाता है, जबकि बाहरी, बड़ी क्लैडिंग परत पंप प्रकाश को निर्देशित करती है। कोर पंप प्रकाश को अवशोषित करता है और लेज़र क्रिया उत्पन्न करता है, जबकि क्लैडिंग पंप प्रकाश की अधिक मात्रा को कोर के साथ अंतःक्रिया करने की अनुमति देता है, जिससे दक्षता बढ़ जाती है।
तरंगदैर्ध्य मिलान और युग्मन दक्षताप्रभावी पम्पिंग के लिए न केवल उपयुक्त तरंगदैर्ध्य वाले लेज़र डायोड का चयन करना आवश्यक है, बल्कि डायोड और फाइबर के बीच युग्मन दक्षता को भी अनुकूलित करना आवश्यक है। इसमें सावधानीपूर्वक संरेखण और लेंस व कपलर जैसे ऑप्टिकल घटकों का उपयोग शामिल है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अधिकतम पंप प्रकाश फाइबर कोर या क्लैडिंग में प्रविष्ट हो।
-ठोस-अवस्था लेज़रपंप स्रोत आवश्यकताएँ
ऑप्टिकल पम्पिंग:लेज़र डायोड के अलावा, सॉलिड-स्टेट लेज़र (जिसमें Nd:YAG जैसे बल्क लेज़र भी शामिल हैं) को फ्लैश लैंप या आर्क लैंप से प्रकाशिक रूप से पंप किया जा सकता है। ये लैंप प्रकाश का एक विस्तृत स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं, जिसका एक भाग लेज़र माध्यम के अवशोषण बैंड से मेल खाता है। लेज़र डायोड पंपिंग की तुलना में कम कुशल होने के बावजूद, यह विधि बहुत उच्च पल्स ऊर्जा प्रदान कर सकती है, जिससे यह उच्च शिखर शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाती है।
पंप स्रोत विन्यास:ठोस अवस्था वाले लेज़रों में पंप स्रोत का विन्यास उनके प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। एंड-पंपिंग और साइड-पंपिंग सामान्य विन्यास हैं। एंड-पंपिंग, जहाँ पंप प्रकाश लेज़र माध्यम के प्रकाशीय अक्ष के अनुदिश निर्देशित होता है, पंप प्रकाश और लेज़र मोड के बीच बेहतर ओवरलैप प्रदान करता है, जिससे उच्च दक्षता प्राप्त होती है। साइड-पंपिंग, हालांकि संभावित रूप से कम कुशल है, सरल है और बड़े व्यास वाली छड़ों या स्लैब के लिए अधिक समग्र ऊर्जा प्रदान कर सकती है।
थर्मल प्रबंधन:फाइबर और सॉलिड-स्टेट लेज़र दोनों को पंप स्रोतों से उत्पन्न ऊष्मा को नियंत्रित करने के लिए प्रभावी तापीय प्रबंधन की आवश्यकता होती है। फाइबर लेज़रों में, फाइबर का विस्तारित सतह क्षेत्र ऊष्मा अपव्यय में सहायक होता है। सॉलिड-स्टेट लेज़रों में, स्थिर संचालन बनाए रखने और थर्मल लेंसिंग या लेज़र माध्यम को होने वाली क्षति को रोकने के लिए शीतलन प्रणालियाँ (जैसे जल शीतलन) आवश्यक होती हैं।
पोस्ट करने का समय: 28-फ़रवरी-2024