নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য
দনির্গমনএকটি লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্গত শক্তির উপর নির্ভর করে যখন একটি ইলেকট্রন পরিবাহী ব্যান্ড থেকে ভ্যালেন্স ব্যান্ডে স্থানান্তরিত হয়, যা প্রায় ব্যান্ড গ্যাপ E (eV) এর সমান।
hf=Eg--(3.4)
যেহেতু c=f, যেখানে f এবং λ হল নির্গত আলোর ফ্রিকোয়েন্সি এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য, যথাক্রমে, c=3 × 10⁻³ m/s, h=6.628 × 10⁻³ J·s, এবং 1 eV=1.60 × 10⁻¹ J, সমীকরণে প্রতিস্থাপিত হচ্ছে (3y-ds)
যেহেতু ব্যান্ডগ্যাপ অর্ধপরিবাহী পদার্থের রচনা এবং বিষয়বস্তুর সাথে সম্পর্কিত, তাই এই নীতির উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজার তৈরি করা যেতে পারে।
থ্রেশহোল্ড বৈশিষ্ট্য (P-I বৈশিষ্ট্য)
লেজারের জন্য, যখন ফলিত ফরোয়ার্ড কারেন্ট একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত পৌঁছায়, আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, যার ফলে লেজার দোলন হয়। এই স্রোতকে থ্রেশহোল্ড কারেন্ট বলা হয়, ε দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। একটি সাধারণ অর্ধপরিবাহী লেজারের আউটপুট বৈশিষ্ট্যগত বক্ররেখা চিত্র 3-6 এ দেখানো হয়েছে। স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য অপারেশনের জন্য, থ্রেশহোল্ড কারেন্ট যত কম হবে, তত ভাল।
চিত্র 3-6 একটি সাধারণ লেজারের আউটপুট বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখা
বর্ণালী বৈশিষ্ট্য
একটি লেজারের বর্ণালী বৈশিষ্ট্য প্রাথমিকভাবে তার অনুদৈর্ঘ্য মোড দ্বারা নির্ধারিত হয়। মাল্টি-মোড এবং একক-মোড লেজারের জন্য সাধারণ বর্ণালী বক্ররেখাগুলি চিত্র 3-7a এবং 3-7b এ দেখানো হয়েছে। এখানে, λ0সর্বোচ্চ তেজস্ক্রিয় শক্তি সহ অনুদৈর্ঘ্য মোডের শিখরের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রতিনিধিত্ব করে, যাকে পিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য বলা হয়, সাধারণত 850 nm, 1310 nm এবং 1550 nm; ΔλAলেজারের বর্ণালী প্রস্থ, অনুদৈর্ঘ্য মোড খামের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রস্থ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা এর সর্বোচ্চ মান অর্ধেকে হ্রাস পায়, যা অর্ধেক সর্বোচ্চ (FWHM) বর্ণালী প্রস্থে পূর্ণ প্রস্থ হিসাবেও পরিচিত। একটি একক-মোড লেজারের বর্ণালী প্রস্থকে লাইনউইথও বলা হয়। একটি মাল্টি-মোড লেজারের বর্ণালী খামে সাধারণত 3-5টি অনুদৈর্ঘ্য মোড থাকে, যার একটি Δλ মান প্রায় 3-5 মিমি; একটি ভাল একক-মোড লেজারের একটি Δλ মান প্রায় 0.1 nm বা তার চেয়েও ছোট। Δλ হল বর্ণালী রেখার দুটি বিন্দুর মধ্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ব্যবধান যেখানে একটি অনুদৈর্ঘ্য মোডের বর্ণালী তেজস্ক্রিয় শক্তি তার সর্বোচ্চ মানের অর্ধেক।
চিত্র 3-7 লেজারের বর্ণালী বৈশিষ্ট্য
একটি একক-অনুদৈর্ঘ্য-মোড লেজারের জন্য, পার্শ্ব-মোড সাপ্রেশন রেশিও (MSR) প্রধান মোড পাওয়ার P এর অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়0সেকেন্ডারি সাইডে-মোড পাওয়ার পি0, এবং এটি লেজারের সুরেলা বিশুদ্ধতার একটি পরিমাপ।
MSR=10lg(3-6) লেজারের নির্গমন বর্ণালী অপারেটিং অবস্থার সাথে পরিবর্তিত হয়। যখন ইনজেকশন কারেন্ট থ্রেশহোল্ড কারেন্টের নীচে থাকে, তখন লেজার বিস্তৃত বর্ণালী সহ ফ্লুরোসেন্স নির্গত করে; যখন কারেন্ট থ্রেশহোল্ড স্রোতে বৃদ্ধি পায়, তখন বর্ণালী হঠাৎ সংকুচিত হয়, তীব্রতা বৃদ্ধি পায় এবং লেজিং ঘটে; যখন ইনজেকশন কারেন্ট আরও বৃদ্ধি পায়, তখন প্রধান মোডের লাভ বৃদ্ধি পায়, যখন পার্শ্ব-মোডের লাভ হ্রাস পায়, দোলন মোডের সংখ্যা হ্রাস পায় এবং অবশেষে, একটি একক-অনুদৈর্ঘ্য-মোড লেজার উপস্থিত হয়। লেজারের আউটপুট স্পেকট্রাম এবং ইনজেকশন কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক চিত্র 3-8 এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র 3-8 লেজার আউটপুট স্পেকট্রাম এবং ইনজেকশন কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক
বর্ণালী প্রস্থও ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে। ফ্রিকোয়েন্সি এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে, আমরা পেতে পারি:
আলোক বৈদ্যুতিক দক্ষতা
আলোক বৈদ্যুতিক দক্ষতা হল বৈদ্যুতিক শক্তি এবং অপটিক্যাল শক্তির অনুপাত। এটি বিভিন্ন উপায়ে প্রকাশ করা যেতে পারে:
(1) অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা লেজারগুলি সক্রিয় স্তরে ইনজেকশন করা ইলেক্ট্রন এবং ছিদ্রগুলির পুনঃসংযোগের মাধ্যমে আলো নির্গত করে, তবে সমস্ত ইনজেকশন করা ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলি বিকিরণকারী পুনঃসংযোগের মধ্য দিয়ে যেতে পারে না। অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা সক্রিয় স্তরে উত্পন্ন ফোটনের সংখ্যার সাথে ইনজেকশন করা ইলেকট্রন-হোল জোড়ার সংখ্যার অনুপাতকে প্রতিনিধিত্ব করে, অর্থাৎ, প্রতি ইউনিট সময়ে উত্পন্ন ফোটনের সংখ্যা - প্রতি ইউনিট সময়ে ইনজেকশন করা ইলেকট্রনের সংখ্যা-গর্ত জোড়া।
(2) বাহ্যিক কোয়ান্টাম দক্ষতা লেজারের অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা খুব বেশি করা যেতে পারে, কিছু এমনকি 100% এর কাছাকাছি, কিন্তু একটি লেজার দ্বারা নির্গত ফোটনের প্রকৃত সংখ্যা সক্রিয় স্তরে উত্পন্ন ফোটনের সংখ্যার তুলনায় অনেক কম। এটি আংশিকভাবে কারণ নির্গত অঞ্চলে উত্পন্ন ফোটনগুলি অন্যান্য পদার্থ দ্বারা শোষিত হয় এবং আংশিকভাবে কারণ PN জংশনের ওয়েভগাইড প্রভাব ইন্টারফেস থেকে পালাতে পারে এমন ফোটনের সংখ্যাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। অতএব, বাহ্যিক কোয়ান্টাম দক্ষতা, অর্থাৎ মোট কার্যক্ষমতা, এইভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে: (3-8) নির্গত ফোটনের সংখ্যা r - প্রতি ইউনিট সময়ে ইনজেকশন করা ইলেকট্রন-হোল জোড়ার সংখ্যা। (৩-৯)
তাপমাত্রার বৈশিষ্ট্য
তাপমাত্রার একটি ফাংশন হিসাবে লেজারের থ্রেশহোল্ড কারেন্ট এবং আউটপুট অপটিক্যাল শক্তির বৈশিষ্ট্যগুলি তাপমাত্রা বৈশিষ্ট্য হিসাবে পরিচিত। লেজারের থ্রেশহোল্ড কারেন্ট বনাম তাপমাত্রা দেখানো বক্ররেখা চিত্র 3-9 এ দেখানো হয়েছে। চিত্র থেকে দেখা যায়, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে থ্রেশহোল্ড স্রোত বৃদ্ধি পায়।
লেজারের তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা মোকাবেলার জন্য, ড্রাইভ সার্কিটে তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করা যেতে পারে, বা ডিভাইসের তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে একটি কুলার ব্যবহার করা যেতে পারে। সাধারণত, লেজারটিকে একটি থার্মিস্টর, একটি সেমিকন্ডাক্টর কুলার ইত্যাদির সাথে একত্রে প্যাকেজ করা হয়, যাতে একটি উপাদান তৈরি করা হয়।
থার্মিস্টর ব্যবহার করা হয় ডিভাইসের তাপমাত্রা শনাক্ত করতে এবং কুলার নিয়ন্ত্রণ করতে, বন্ধ{0}}লুপ নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া স্বয়ংক্রিয় তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে।
বিতরণ করা প্রতিক্রিয়া লেজার
ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক লেজার (DFB-LDs) হল এক ধরনের লেজার যা গতিশীলভাবে নিয়ন্ত্রিত একক-মোড লেজার তৈরি করতে সক্ষম, যেগুলি ডায়নামিক সিঙ্গেল-মোড লেজার নামেও পরিচিত, মানে তারা সেমিকন্ডাক্টর লেজার যা এখনও উচ্চ- মডুলেশনের অধীনে একটি একক মোডে কাজ করতে পারে৷ এগুলি সক্রিয় স্তরের কাছে একটি ঢেউখেলানো পর্যায়ক্রমিক ঝাঁঝরি দিয়ে তৈরি করা হয়, যা একটি হেটারোজাংশন লেজারে অপটিক্যাল পরিবর্ধন প্রদান করে। একটি বিতরণ করা প্রতিক্রিয়া লেজার কাঠামোর একটি পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম চিত্র 3-10 এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র 3-10 বিতরণ করা অ্যান্টি-লেজার কাঠামোর পরিকল্পিত চিত্র
