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फाइबर-युग्मित लेजर डायोड की परिभाषा, कार्य सिद्धांत और विशिष्ट तरंगदैर्ध्य
फाइबर-युग्मित लेजर डायोड एक अर्धचालक उपकरण है जो सुसंगत प्रकाश उत्पन्न करता है, जिसे सटीक रूप से केंद्रित और संरेखित करके फाइबर ऑप्टिक केबल में भेजा जाता है। इसका मूल सिद्धांत विद्युत धारा का उपयोग करके डायोड को उत्तेजित करना है, जिससे उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से फोटॉन उत्पन्न होते हैं। ये फोटॉन डायोड के भीतर प्रवर्धित होकर लेजर किरण उत्पन्न करते हैं। सावधानीपूर्वक केंद्रित और संरेखित करके, इस लेजर किरण को फाइबर ऑप्टिक केबल के कोर में भेजा जाता है, जहाँ यह पूर्ण आंतरिक परावर्तन द्वारा न्यूनतम हानि के साथ संचारित होती है।
तरंगदैर्घ्य की सीमा
फाइबर-युग्मित लेजर डायोड मॉड्यूल की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य उसके इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है। सामान्यतः, ये उपकरण तरंगदैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर कर सकते हैं, जिनमें शामिल हैं:
दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम:इनका रेंज लगभग 400 एनएम (बैंगनी) से 700 एनएम (लाल) तक होता है। 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 2500 एनएम तक की रेंज में, एनआईआर तरंगदैर्ध्य का उपयोग आमतौर पर दूरसंचार, चिकित्सा अनुप्रयोगों और विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है।
मध्य-अवरक्त (एमआईआर): हालांकि, मानक फाइबर-युग्मित लेजर डायोड मॉड्यूल में 2500 एनएम से आगे तक विस्तारित होने के बावजूद, विशेष अनुप्रयोगों और आवश्यक फाइबर सामग्रियों के कारण यह कम आम है।
लुमिस्पॉट टेक विभिन्न ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 525nm, 790nm, 792nm, 808nm, 878.6nm, 888nm, 915nm और 976nm की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य वाले फाइबर-युग्मित लेजर डायोड मॉड्यूल प्रदान करता है।'आवेदन की आवश्यकताएं।
विशिष्ट एआवेदनs विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर फाइबर-युग्मित लेजरों का
यह मार्गदर्शिका विभिन्न लेजर प्रणालियों में पंप स्रोत प्रौद्योगिकियों और ऑप्टिकल पंपिंग विधियों को आगे बढ़ाने में फाइबर-युग्मित लेजर डायोड (एलडी) की महत्वपूर्ण भूमिका का विश्लेषण करती है। विशिष्ट तरंग दैर्ध्य और उनके अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, हम यह दर्शाते हैं कि ये लेजर डायोड फाइबर और सॉलिड-स्टेट लेजर दोनों के प्रदर्शन और उपयोगिता में किस प्रकार क्रांतिकारी परिवर्तन लाते हैं।
फाइबर लेजरों के लिए पंप स्रोत के रूप में फाइबर-युग्मित लेजरों का उपयोग
1064nm~1080nm फाइबर लेजर के लिए पंप स्रोत के रूप में 915nm और 976nm फाइबर युग्मित एलडी का उपयोग।
1064nm से 1080nm तरंगदैर्ध्य 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 मुख्य रूप से लेज़र कटिंग और वेल्डिंग, क्लैडिंग, लेज़र प्रोसेसिंग, मार्किंग और उच्च-शक्ति वाले लेज़र हथियारों जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है। इस प्रक्रिया को डायरेक्ट पंपिंग के नाम से जाना जाता है, जिसमें फाइबर पंप प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे सीधे 1064nm, 1070nm और 1080nm जैसी तरंगदैर्ध्य पर लेज़र आउटपुट के रूप में उत्सर्जित करता है। यह पंपिंग तकनीक अनुसंधान लेज़रों और पारंपरिक औद्योगिक लेज़रों दोनों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।
1550 एनएम फाइबर लेजर के पंप स्रोत के रूप में 940 एनएम का उपयोग करने वाला फाइबर युग्मित लेजर डायोड
1550 एनएम फाइबर लेजर के क्षेत्र में, 940 एनएम तरंगदैर्ध्य वाले फाइबर-युग्मित लेजर आमतौर पर पंप स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। यह अनुप्रयोग लेजर लिडार के क्षेत्र में विशेष रूप से उपयोगी है।
790 एनएम फाइबर युग्मित लेजर डायोड के विशेष अनुप्रयोग
790 एनएम तरंगदैर्ध्य पर फाइबर-युग्मित लेजर न केवल फाइबर लेजर के लिए पंप स्रोत के रूप में कार्य करते हैं, बल्कि ठोस-अवस्था लेजर में भी उपयोगी होते हैं। इनका मुख्य उपयोग 1920 एनएम तरंगदैर्ध्य के निकट संचालित होने वाले लेजर के लिए पंप स्रोत के रूप में किया जाता है, जिनका प्राथमिक अनुप्रयोग फोटोइलेक्ट्रिक प्रतिउपायों में होता है।
आवेदनठोस-अवस्था लेजर के लिए पंप स्रोतों के रूप में फाइबर-युग्मित लेजर का उपयोग
355nm और 532nm के बीच तरंगदैर्ध्य उत्सर्जित करने वाले सॉलिड-स्टेट लेज़रों के लिए, 808nm, 880nm, 878.6nm और 888nm तरंगदैर्ध्य वाले फाइबर-युग्मित लेज़र पसंदीदा विकल्प हैं। इनका व्यापक रूप से वैज्ञानिक अनुसंधान और बैंगनी, नीले और हरे स्पेक्ट्रम में सॉलिड-स्टेट लेज़रों के विकास में उपयोग किया जाता है।
सेमीकंडक्टर लेजरों के प्रत्यक्ष अनुप्रयोग
डायरेक्ट सेमीकंडक्टर लेजर के अनुप्रयोगों में डायरेक्ट आउटपुट, लेंस कपलिंग, सर्किट बोर्ड इंटीग्रेशन और सिस्टम इंटीग्रेशन शामिल हैं। 450nm, 525nm, 650nm, 790nm, 808nm और 915nm जैसी तरंग दैर्ध्य वाले फाइबर-कपल्ड लेजर का उपयोग प्रकाश व्यवस्था, रेलवे निरीक्षण, मशीन विज़न और सुरक्षा प्रणालियों सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है।
फाइबर लेजर और सॉलिड-स्टेट लेजर के पंप स्रोत के लिए आवश्यकताएँ।
फाइबर लेजर और सॉलिड-स्टेट लेजर के लिए पंप स्रोत की आवश्यकताओं को विस्तार से समझने के लिए, इन लेजरों के संचालन की बारीकियों और इनकी कार्यप्रणाली में पंप स्रोतों की भूमिका को समझना आवश्यक है। यहां, हम प्रारंभिक अवलोकन को आगे बढ़ाते हुए पंपिंग तंत्र की जटिलताओं, उपयोग किए जाने वाले पंप स्रोतों के प्रकार और लेजर के प्रदर्शन पर उनके प्रभाव को विस्तार से समझाएंगे। पंप स्रोतों का चयन और विन्यास लेजर की दक्षता, आउटपुट पावर और बीम की गुणवत्ता को सीधे प्रभावित करता है। कुशल कपलिंग, तरंगदैर्ध्य मिलान और थर्मल प्रबंधन प्रदर्शन को अनुकूलित करने और लेजर के जीवनकाल को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण हैं। लेजर डायोड प्रौद्योगिकी में प्रगति से फाइबर और सॉलिड-स्टेट लेजर दोनों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता में लगातार सुधार हो रहा है, जिससे वे विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अधिक बहुमुखी और लागत प्रभावी बन रहे हैं।
फाइबर लेजर पंप स्रोत की आवश्यकताएं
लेजर डायोडपंप स्रोतों के रूप में:फाइबर लेज़र मुख्य रूप से लेज़र डायोड को पंप स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं, क्योंकि ये कुशल होते हैं, आकार में छोटे होते हैं और डोप्ड फाइबर के अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाने वाली विशिष्ट तरंगदैर्ध्य का प्रकाश उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं। लेज़र डायोड की तरंगदैर्ध्य का चुनाव महत्वपूर्ण है; उदाहरण के लिए, फाइबर लेज़रों में एक सामान्य डोपेंट यटरबियम (Yb) है, जिसका इष्टतम अवशोषण शिखर लगभग 976 nm पर होता है। इसलिए, Yb-डोप्ड फाइबर लेज़रों को पंप करने के लिए इस तरंगदैर्ध्य पर या इसके निकट प्रकाश उत्सर्जित करने वाले लेज़र डायोड को प्राथमिकता दी जाती है।
डबल-क्लैड फाइबर डिजाइन:पंप लेजर डायोड से प्रकाश अवशोषण की दक्षता बढ़ाने के लिए, फाइबर लेजर अक्सर डबल-क्लैड फाइबर डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। आंतरिक कोर सक्रिय लेजर 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 लेजर क्रिया उत्पन्न करता है, जबकि क्लैडिंग कोर के साथ अधिक मात्रा में पंप प्रकाश की परस्पर क्रिया करने की अनुमति देती है, जिससे दक्षता बढ़ती है।
तरंगदैर्ध्य मिलान और युग्मन दक्षताप्रभावी पंपिंग के लिए न केवल उपयुक्त तरंगदैर्ध्य वाले लेजर डायोड का चयन आवश्यक है, बल्कि डायोड और फाइबर के बीच युग्मन दक्षता को अनुकूलित करना भी महत्वपूर्ण है। इसमें फाइबर कोर या क्लैडिंग में अधिकतम पंप प्रकाश का संचार सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक संरेखण और लेंस और कपलर जैसे ऑप्टिकल घटकों का उपयोग शामिल है।
-सॉलिड-स्टेट लेजरपंप स्रोत आवश्यकताएँ
ऑप्टिकल पंपिंग:लेजर डायोड के अलावा, सॉलिड-स्टेट लेजर (जिनमें Nd:YAG जैसे बल्क लेजर शामिल हैं) को फ्लैश लैंप या आर्क लैंप द्वारा ऑप्टिकली पंप किया जा सकता है। ये लैंप प्रकाश का एक व्यापक स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं, जिसका कुछ हिस्सा लेजर माध्यम के अवशोषण बैंड से मेल खाता है। हालांकि लेजर डायोड पंपिंग की तुलना में यह विधि कम कुशल है, लेकिन यह बहुत उच्च पल्स ऊर्जा प्रदान कर सकती है, जिससे यह उच्च पीक पावर की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाती है।
पंप स्रोत विन्यास:सॉलिड-स्टेट लेज़रों में पंप स्रोत का विन्यास उनके प्रदर्शन को काफी हद तक प्रभावित कर सकता है। एंड-पंपिंग और साइड-पंपिंग सामान्य विन्यास हैं। एंड-पंपिंग में, पंप प्रकाश को लेज़र माध्यम के ऑप्टिकल अक्ष के अनुदिश निर्देशित किया जाता है, जिससे पंप प्रकाश और लेज़र मोड के बीच बेहतर ओवरलैप होता है और उच्च दक्षता प्राप्त होती है। साइड-पंपिंग, हालांकि संभावित रूप से कम कुशल है, सरल है और बड़े व्यास की छड़ों या स्लैबों के लिए अधिक समग्र ऊर्जा प्रदान कर सकती है।
तापीय प्रबंधन:फाइबर और सॉलिड-स्टेट दोनों प्रकार के लेज़रों को पंप स्रोतों द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को नियंत्रित करने के लिए प्रभावी तापीय प्रबंधन की आवश्यकता होती है। फाइबर लेज़रों में, फाइबर का विस्तारित सतह क्षेत्र ऊष्मा के फैलाव में सहायक होता है। सॉलिड-स्टेट लेज़रों में, स्थिर संचालन बनाए रखने और थर्मल लेंसिंग या लेज़र माध्यम को क्षति से बचाने के लिए शीतलन प्रणालियाँ (जैसे जल शीतलन) आवश्यक होती हैं।
पोस्ट करने का समय: 28 फरवरी 2024