آلة الليزر ديود

أنواع آلة الليزر ديود

ليزر الصمام الثنائي الباعث للحافة
ينبعث ليزر الصمام الثنائي الباعث للحافة ضوء الليزر من حافة شريحة أشباه الموصلات. أنها تنبعث منها الضوء بالتوازي مع سطح الشريحة. يتم تشكيل ليزر الصمام الثنائي الباعث للحافة من شريحة مصنوعة من زرنيخيد الغاليوم (GaAs)، أو فوسفيد الإنديوم (InP)، أو نيتريد الغاليوم (GaN). تتكون الشريحة من طبقتين (أو أكثر)، بما في ذلك منطقة استنفاد الشحنة (النشيطة) عند الوصلة pn، حيث يحدث تأثير الليزر.

يمكن أن توفر الثنائيات الباعثة للحافة مستويات عالية من الطاقة الضوئية، تتراوح من ملي واط إلى عشرة واط أو أكثر. كما أنها تظهر كفاءة كهربائية أعلى من النموذجية، مقارنة بمعظم الأنواع الأخرى من الليزر وصمام الليزر. تُستخدم هذه الليزرات في معظم المجالات: الاتصالات، وتخزين البيانات البصرية، ومسح الباركود، والطباعة بالليزر، والاستشعار البصري، والمعدات الطبية، وأنظمة الليزر الصناعية.

ليزر الصمام الثنائي الباعث لسطح التجويف العمودي (VCSED).
تُعرف أجهزة VCSED بشكل أكثر شيوعًا بالليزر الباعث لسطح التجويف العمودي (VCSELs). هذه هي فئة الصمام الثنائي الليزري لأشباه الموصلات التي تبعث ضوء الليزر بشكل عمودي على سطح الشريحة، من خلال السطح العلوي للرقاقة. يتم تشكيل VCSELs من شريحة توصيل pn ذات تجويف رأسي، يتكون من مرآتين عاكستين Bragg موزعتين. المنطقة النشطة، حيث يبدأ الضوء عن طريق إلغاء الشحن، تتمركز بين هذه المرايا. يقوم هذا النوع من الليزر عمومًا بملء المنطقة النشطة بآبار كمومية أو هياكل مماثلة محفزة للكسب. ينبعث الضوء بشكل عمودي على سطح الشريحة كشعاع دائري أو إهليلجي ذو مظهر جانبي محدد ومتناسق. يستجيب ملف تعريف الشعاع هذا بشكل جيد للموازاة، مع اختلاف منخفض نسبيًا.

تتمتع هذه الأجهزة بالعديد من المزايا مقارنة بأشعة الليزر ذات الصمام الثنائي الباعث للحافة. عتبة تيارها منخفضة، مما يسمح بكفاءة كهربائية عالية عند مستويات طاقة منخفضة. تعتبر هذه الأجهزة ذات المظهر الجانبي للشعاع الدائري مناسبة تمامًا للاقتران بالألياف الضوئية. الميزة الرئيسية لـ VCSELs هي أنه يمكن تصنيعها على نطاق الرقاقات، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الإنتاج وتوحيد أعلى من الأجهزة المصممة بشكل فردي.

يتوفر ليزر VCSED لإصدار مجموعة من الأطوال الموجية، من الأشعة تحت الحمراء المتوسطة إلى القريبة من الأشعة تحت الحمراء، وكذلك الضوء المرئي. ينتج الطول الموجي للخرج عن اختيار المواد وتصميم الوصلات وشكل تجويف الرنين. يتم استخدامها على نطاق واسع في: شبكات الألياف الضوئية، والوصلات الضوئية، وأنظمة نقل البيانات عالية السرعة. كما أنها تستخدم في الاستشعار ثلاثي الأبعاد للتعرف على الوجه واستشعار العمق في الأجهزة المحمولة، وفي التطبيقات البصرية والاستشعارية الأكثر عمومية مثل الفئران الضوئية وطابعات الليزر والماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد.

ليزر التغذية الراجعة الموزعة (DFB).
ليزر DFB (التغذية المرتدة الموزعة) له بنية مشابهة لأشعة ليزر أشباه الموصلات الأخرى. ومع ذلك، فإن إدراج هيكل شبكي دوري داخل المنطقة النشطة، أو الدليل الموجي الخارجي، يعد أمرًا فريدًا لهذه الفئة. تتكون شبكة التغذية المرتدة الموزعة من تباين دوري في معامل الانكسار لمنطقة الدليل الموجي، مما يؤدي إلى تعديل دوري لملف تعريف الكسب. يعمل هذا كآلية تغذية مرتدة، مما يفرض ردود فعل بصرية/تضخيم عند طول موجة محدد مع قمع الأوضاع الأخرى. وهذا يعني أن هذه الأجهزة تنتج ضوءًا بطول موجي محدد بنقاء طيفي عالٍ وعرض خطي ضيق. يعد هذا مثاليًا لاتصالات الألياف الضوئية ذات معدل البيانات العالي والاستشعار والعديد من تطبيقات التحليل الطيفي والمقاييس عالية الدقة.

يمكن أيضًا تصميم ليزر DFB لضبط الطول الموجي ضمن نطاق محدود. وينتج هذا عن ضبط درجة الحرارة، أو ضبط التيار، أو آلية التغذية المرتدة الخارجية التي تسمح بتعديل معامل الانكسار.

الليزر المتتالي الكمي (QCLs)
يستخدم الليزر المتتالي الكمي (QCL) التحولات المتتالية الكمومية بين مستويات الطاقة داخل تقاطعات أشباه الموصلات المتعددة كمصدر لليزر. يتم إنشاء QCLs من آبار كمومية متعددة، مع حواجز مكونة من طبقات أشباه الموصلات ذات فجوات نطاقية مختلفة. عند تطبيق تيار متحيز للأمام، تنتقل الإلكترونات والثقوب عبر مستويات طاقة كمية متعددة، مما يؤدي إلى توليد الفوتونات بكفاءة عند كل انتقال. إنها توفر انبعاثًا في مناطق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والتيراهيرتز من الطيف الكهرومغناطيسي ويمكن أن تنبعث منها مجموعة واسعة من الأطوال الموجية داخل هذه المناطق. تحتاج غالبية تقنيات الليزر بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة إلى التبريد المبرد، في حين تعمل QCLs في درجة حرارة الغرفة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تحتاج إلى نطاق التردد هذا. إن توفير مستويات طاقة بصرية عالية يجعلها مناسبة لتطبيقات الطاقة الأعلى، مما يوفر وضع الموجة المستمرة (CW) مع خرج مستقر للغاية.

يتم تحقيق ضبط بسيط نسبيًا لطول موجة الانبعاث عن طريق ضبط سماكة الطبقة وجهد التحيز، مما يجعلها مثالية لتطبيقات التحليل الطيفي التي تتطلب أطوال موجية متعددة. كما أنها تستخدم أيضًا في المراقبة البيئية وأنظمة التشخيص الطبي والاستشعار عن بعد والاتصالات في الفضاء الحر.

ليزر ديود التجويف الخارجي (ECDLs)
إن ECDLs عبارة عن تنسيق من الأجهزة التي تستخدم تجويفًا خارجيًا، عادةً ما يكون عاكسًا خارجيًا أو شبكة شبكية، لتضخيم مخرجات الليزر والتحكم في خصائصه. تسمح ECDLs بزيادة قابلية الضبط، وعرض الخط الضيق، والتحكم الدقيق في الطول الموجي مقارنة بالأشكال الأخرى لليزر الثنائي. لديهم بنية مشابهة لأشعة الليزر ذات الصمام الثنائي الأخرى، مع وصلة pn متحيزة للأمام ومنطقة نشطة تنبعث فيها الفوتونات. تتم إضافة التجويف الخارجي إلى الليزر لتوفير ردود فعل بصرية تسمح بضبط تردد الانبعاث بدقة. يحتوي هذا التجويف على عاكس أو شبكة شبكية أو أي بنية بصرية أخرى تعكس نسبة من الشعاع مرة أخرى إلى التجويف.

يمكن أن تسهل ECDLs عرض الخطوط الأضيق، مقارنة بأنواع ليزر الصمام الثنائي الأخرى. يمنع التجويف الخارجي الأوضاع الطولية والضوضاء البصرية غير المرغوب فيها، مما يوفر تماسكًا أفضل وشعاعًا أضيق لعرض الخط. تعتبر هذه الفئة من الأجهزة مثالية للتطبيقات التي تتطلب نقاء طيفيًا عاليًا لتحقيق تكميم بصري دقيق للغاية.

توفر ECDLs إمكانية ضبط الطول الموجي محسنة بشكل ملحوظ، مقارنة بمعظم أجهزة الليزر ذات الصمام الثنائي. يمكن ضبط الطول الموجي لليزر بدقة عن طريق ضبط موضع أو زاوية سقوط العاكس الخارجي أو الشبكة بمهارة. وهذا يسمح بمجموعة واسعة من التطبيقات الصعبة في التحليل الطيفي، والفيزياء الذرية والجزيئية، وعلم القياس. من مميزات التصميم الجيد في تجويف الرنين الخارجي أن ضبط تردد الانبعاث يمكن أن يكون خاليًا من قفزات الوضع، أي أنه يمكن إجراء تعديلات سلسة بين الأطوال الموجية المرغوبة، دون تغييرات مقاربة ومزعجة.

ليزر ديود مدبب
ليزر الصمام الثنائي المستدق (أو مكبرات الصوت المدببة؛ الليزر المستدق) هي فئة من أجهزة الليزر ذات تجويف تضخيم مدبب. تحقق أجهزة الليزر هذه إنتاجًا عاليًا للطاقة وجودة شعاع جيدة وكفاءة كهربائية عالية. تكون هذه المنطقة المستدقة أوسع عند طرف الإدخال وتضيق تدريجيًا باتجاه طرف الإخراج. يعمل هذا التناقص على زيادة عرض الشعاع وتقليل الكثافة البصرية في منطقة تضخيم الليزر.

يسمح قسم التضخيم المستدق بزيادة مساحة الوضع، مما يتيح استخلاص طاقة بصرية أعلى. كما أنه يساعد على تحسين جودة الشعاع في الإخراج. يزيد الاستدقاق أيضًا من كفاءة استخدام طاقة المضخة المطبقة. فائدة أخرى للاستدقاق هي زيادة طيف الكسب، مما يسمح بنطاق أوسع من الأطوال الموجية في الإخراج. تعد قابلية الضبط هذه ميزة ذات قيمة خاصة للفئة. تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في معالجة المواد والنقش بالليزر وضخ الليزر (للليزر عالي الطاقة بالغاز والحالة الصلبة). إن قوتها العالية وجودة شعاعها الجيدة تجعلها مناسبة للتطبيقات الصعبة التي تكون فيها الدقة والسرعة والقوة ضرورية.

ليزر الصمام الثنائي فائق الإضاءة (SLD).
ليزر SLD (الصمام الثنائي فائق الإضاءة)، والمعروف أيضًا بمصادر الانبعاث التلقائي المضخم (ASE)، هو نوع ليزر يدمج خصائص صمامات الليزر الثنائية ومصابيح LED. إنها تنتج ضوءًا واسع النطاق بكثافة عالية، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات معينة في التصوير واستشعار الألياف الضوئية والاتصالات. تولد أشعة الليزر SLD ضوءًا غير متماسك من خلال الانبعاث التلقائي المضخم. تنتج هذه الأجهزة نطاقًا تردديًا واسعًا من الضوء، يتراوح من عشرات إلى مئات النانومترات، مما يجعل أجهزة SLD مناسبة للتطبيقات التي تتطلب نطاقًا طيفيًا واسعًا أو تصويرًا عالي الدقة. يوفر SLD مخرجات ساطعة للغاية، وهو مقياس للطاقة الضوئية لكل وحدة زاوية صلبة وعرض النطاق الترددي لوحدة الطول الموجي. ينتج السطوع العالي عن تضخيم الانبعاث التلقائي والتضخيم البصري. يتميز ناتجها بطول تماسك قصير مقارنة بالليزر التقليدي. هذه هي المسافة التي تحافظ خلالها الموجات الكهرومغناطيسية على العلاقة الطورية بينها. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تداخلًا منخفض التماسك أو تصويرًا عميقًا. تُستخدم SLDs في التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT)، واستشعار الألياف الضوئية، والتحليل الطيفي، والتصوير الطبي الحيوي، والقياس البصري، والاختبار البصري. إنها ذات قيمة خاصة في أنظمة OCT للتصوير عالي الدقة للأنسجة والمواد البيولوجية.

ليزر ذو بنية متغايرة مزدوجة
تعد أشعة الليزر ذات البنية المتغايرة المزدوجة (DH) فرعًا من عائلة صمامات الليزر الثنائية التي تدمج بنية متغايرة تعمل على تحسين أداء التكنولوجيا. تتميز ليزرات DH بتيار عتبة أقل، وكفاءة أعلى، وزيادة في طاقة الخرج، مقارنةً ببناء الوصلة المتجانسة الشائعة.

يتم تجميع ليزر DH من تقاطعين pn مكونين من ثلاث طبقات. تقترن منطقة النضوب (الطبقة المركزية من النوع n) بين طبقتين من النوع p مع فجوة نطاق أوسع. يؤدي هذا التكوين إلى إنشاء حجز فعال للحوامل ووضع بصري خالٍ من التسرب، مما يزيد من الكفاءة الكهربائية والأداء العام. تساعد زيادة حبس الناقل على زيادة كثافة الناقل وإعادة التركيب، مما يؤدي إلى مكاسب أعلى وتحسين الكفاءة التشغيلية في معظم الجوانب. والفائدة الثانوية هي أن البنية المتغايرة تحفز الحبس البصري، مما يعزز التفاعل بين الضوء والمادة. ينتج تيار العتبة الأدنى عن انخفاض تسرب حامل الشحنة، مما يمكّن الليزر من الوصول إلى عتبة بداية الليزر عند مستويات تيار أقل.

تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في الاتصالات وأجهزة البيانات البصرية والطباعة بالليزر وأنظمة القياس التي تدعم الليزر. إنها ذات قيمة خاصة في اتصالات الألياف الضوئية لمسافات طويلة والتي تكون فيها الكفاءة العالية والتيارات المنخفضة والإنتاج العالي مفيدة.

ليزر ديود بئر الكم
ليزر ديود البئر الكمي عبارة عن مجموعة من الأجهزة التي تحتوي على هياكل كمية جيدة تعمل على تحسين الخصائص البصرية/الكهربائية. إنها تحقق تيارًا أقل، وكفاءة أعلى في الطاقة، وتحكمًا محسنًا في الطول الموجي، مقارنة بالأجهزة الأساسية. يتم إنشاء هذه الأجهزة من هيكل متعدد الطبقات من رقائق أشباه الموصلات الرقيقة ذات فجوة نطاق أضيق، ومغطاة بطبقات ذات فجوة نطاق أعلى. تخلق طبقة البئر الكمومية منطقة حبس لكل من الموجات الحاملة والفوتونات المولدة، مما يحسن التضخيم البصري. يحقق الناقل المحصور كثافة أعلى في منطقة البئر الكمومية، مما يسهل الاستخدام المحسن للحوامل للانبعاثات المحفزة، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة. إنها تسمح بالتحكم الدقيق في الطول الموجي المتولد، عن طريق ضبط عرض البئر وتكوينه. وهذا يسمح بضبط الطول الموجي للانبعاث بدقة وفقًا للمواصفات المطلوبة.

تشتهر أجهزة ليزر ديود البئر الكمومية بإخراج عرض الخط الضيق. يؤدي قمع المنافسة في الوضع الطولي وتقليل الضوضاء البصرية إلى تماسك أفضل وسلوك طيفي أضيق. يعد هذا التنسيق من الأجهزة مفيدًا بشكل خاص في الاتصالات وتخزين البيانات البصرية والطباعة بالليزر والتشخيص الطبي. تعد مصادر الإشعاع المدمجة والفعالة لاتصالات الألياف الضوئية أمرًا بالغ الأهمية في النطاق الترددي العالي والألياف الضوئية لمسافات طويلة.

ليزر أحادي الوضع الطولي (SLM).
ينبعث ليزر الوضع الطولي الفردي (SLM) الضوء لإنتاج تردد واحد أو مخرجات طول موجي ذات تماسك عالٍ وعرض خط ضيق. تطبق ليزرات SLM تقنيات مختلفة مثل عناصر اختيار الوضع، وطرق تثبيت التردد، وتحسين تصميم التجويف لتحقيق هذا الإخراج أحادي الوضع. يؤدي قمع الأوضاع الطولية المسببة للتداخل إلى توليد مخرجات متماسكة للغاية مع طيف ترددي ضيق.

يتم استخدام ليزر SLM في مجالات مختلفة مثل الاتصالات، واستشعار الألياف الضوئية، وعلم القياس، والتحليل الطيفي، وقياس التداخل وكأدوات بحث، بسبب تماسكها العالي، والتحكم الدقيق في الطول الموجي، وعرض الخط الضيق.

الليزر المتتالي بين النطاقات
تعمل أجهزة الليزر المتتالية بين النطاقات (ICLs) على الانتقال بين النطاقات بين النطاقات الإلكترونية المختلفة داخل المنطقة النشطة. إنها توفر عملية فعالة وعالية الأداء في طيف الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة. تستفيد ICLs من التحولات بين النطاقات بين نطاقات الطاقة داخل كل رقاقة، واستغلال التحولات المتتالية بين المراحل المتعددة/الآبار الكمومية لتحقيق مكاسب بصرية معززة وانبعاث الليزر. تعتمد ليزرات الصمام الثنائي التقليدية على انتقالات محدودة داخل النطاق. وهي مصممة عادةً لتوليد إشعاع بأطوال موجية متوسطة للأشعة تحت الحمراء، تتراوح بين 3 إلى 12 ميكرومتر. ترتبط مراحل بئر الكم المتعددة كهربائيًا في تكوين متتالي. تشارك كل مرحلة في عملية الكسب، مما يؤدي إلى تضخيم بصري أعلى من أجهزة الوصلة الواحدة.

توفر ICLs تيارًا منخفضًا بشكل خاص لبداية الليزر. يؤدي نقل واستخدام الناقل ذو الكفاءة العالية إلى انخفاض استهلاك الطاقة. يتم تطبيق ICLs على استشعار الغاز، والتحليل الكيميائي، والرصد البيئي، والتحكم في العمليات الصناعية، والاتصالات البصرية في الفضاء الحر. الأشعة تحت الحمراء المتوسطة مفيدة لاكتشاف وقياس ملوثات معينة.

منفصلة الحبس متغاير الليزر
تستخدم أشعة الليزر المنفصلة ذات البنية المتغايرة (SCH) تصميمًا ذو بنية متغايرة لتحسين الخواص الضوئية والكهربائية. يؤدي ذلك إلى تقليل الفقد البصري وتحسين احتجاز الناقل وتحسين الأداء العام مقارنةً بأجهزة الليزر المتجانسة الشائعة. تشتمل ليزرات SCH على عدة شرائح ذات فجوات نطاقية مختلفة لتكوين بنية متغايرة أكثر تعقيدًا. طبقة النضوب محصورة بطبقات ذات فجوة نطاق أوسع. يسمح هذا التعقيد بتعزيز الحبس لكل من الموجات الحاملة والأوضاع البصرية.

ينتج الحبس المحسن وتقليل التسرب البصري عن طبقات الكسوة التي تحبس نشاط الناقل البصري والشحن داخل المنطقة النشطة. يساهم انخفاض تسرب الناقل بشكل خاص في تحسين عتبة التيار والكفاءة الكهربائية. وهذا بدوره يعزز الأداء، مقارنةً بالليزر المتجانس، من خلال تحسين استقرار درجة الحرارة، وعرض نطاق تعديل أعلى، وانحراف الطول الموجي المعتمد على درجة الحرارة. تعتبر ليزرات SCH مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب الكفاءة واستقرار درجة الحرارة. وهي مناسبة للتطبيقات العامة مثل الاتصالات، وتخزين البيانات البصرية، والطباعة بالليزر، والاستشعار البصري، والأبحاث المعتمدة على الليزر، ولكنها مناسبة بشكل خاص للبيئات القاسية وأنظمة اتصالات الألياف الضوئية.

أشعة الليزر العاكسة الموزعة (DBR).
أجهزة عاكس Bragg الموزعة (DBR) هي أجهزة تشتمل على عاكس Bragg موزع مدمج في تجويف التضخيم. يسمح هذا الجانب بالتحكم الدقيق في التردد المنبعث والترشيح الضيق للحصول على نقاء واختيار طيفي جيد. يتكون حاجز براغ من طبقات متناوبة من مواد ذات معامل انكسار مرتفع ومنخفض تعمل كمرآة انتقائية لطول الموجة. يعكس هذا الهيكل ضوء جميع الأطوال الموجية غير المحددة مع السماح للإشعاع المطلوب بالانتشار عبر تجويف التضخيم. يوفر هذا الهيكل انتقائية دقيقة للطول الموجي، ومن خلال ضبط فترة الشبكة أو أزواج معامل الانكسار، يمكن ضبط الطول الموجي المنبعث على مدى معين. وهذا يسهل التخصيص والتوافق مع مجموعة من التطبيقات، بما في ذلك أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) والتصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT).

توفر ليزر DBR مخرجات ذات عرض خطي ضيق نتيجة للتغذية المرتدة الموزعة لشبكة Bragg. يمنع الشبكة الأوضاع الطولية غير المرغوب فيها وينتج عنه انبعاث أحادي الوضع بعرض طيفي ضيق. توفر هذه الأجهزة نسبًا مفيدة عالية لقمع الوضع الجانبي (HSMSR)، والتي تمثل فرق الطاقة بين وضع الليزر المطلوب والأوضاع المجاورة، مما يوفر مقياسًا للانتقائية والنقاء الطيفي وعرض الخط الضيق.

يتم استخدام ليزر DBR في الاتصالات واستشعار الألياف الضوئية والتحليل الطيفي والمقاييس والتصوير المقطعي التوافقي البصري. يتم استخدامها كمصادر ضوئية دقيقة ومستقرة في أنظمة مختلفة تتطلب أطوال موجية محددة وعروض خطوط ضيقة ونقاء طيفي عالي.

الليزر الباعث للسطح ذو التجويف الخارجي العمودي
الليزر الباعث لسطح التجويف الرأسي (VECSELs) هو نوع متخصص من أجهزة الليزر يجمع بين الميزات المفيدة لكل من الليزر الباعث لسطح التجويف الرأسي (VCSELs) وليزر الصمام الثنائي للتجويف الخارجي (ECDLs). وينتج عن ذلك ميزات فريدة مثل طاقة الخرج العالية وقابلية ضبط الطول الموجي وجودة الشعاع الممتازة.

تتميز أجهزة VECSEL بتجويف ليزر موجه عموديًا، لذلك ينبعث الضوء بشكل عمودي على سطح الشريحة. يسمح هذا التصميم الرأسي بتبديد الحرارة بكفاءة والتحكم الدقيق في الشعاع المنبعث. يتم إنشاء تكوين التجويف الخارجي الخاص بها من أسطح عاكسة إضافية موضوعة خارج هيكل الشريحة. وهذا يتيح التحكم في الطول الموجي، وتشكيل الشعاع، وقياس الطاقة. VECSELs قادرة على إنتاج طاقة أعلى من VCSELs لأن تكوين التجويف الخارجي يعمل على تحسين تبديد الحرارة. يتم تحقيق ضبط دقيق للطول الموجي عبر نطاق طيفي واسع عن طريق تغيير موضع مرايا التجويف الخارجي أو ضبط درجة حرارة تشغيل الجهاز. من خلال استخدام التجويف الخارجي المصمم بدقة، تحقق VECSELs مخرجات عالية الجودة لزاوية انحراف منخفضة وشكل شعاع موحد.

تُستخدم VECSELs في البحث العلمي ومعالجة المواد والتشخيص الطبي والاستشعار البصري والاتصالات. إنها تخدم تطبيقات دقيقة مثل التحليل الطيفي بالليزر، والتبريد بالليزر، واحتجاز/التلاعب بالذرات، والاستئصال بالليزر، والاتصالات البصرية ذات معدل البيانات العالي.

الليزر ذو الوضع الطولي المتعدد (MLM).
توفر أشعة الليزر ذات الوضع الطولي المتعدد (MLM) إمكانية غير عادية للإصدار على عدة نطاقات تردد متقاربة ولكن ضيقة، عبر طيف واسع نسبيًا. الأوضاع الطولية في ليزر الامتيازات والرهونات البحرية متباعدة بشكل ضيق. يعتمد التباعد على التصميم الوظيفي لتجويف الرنين مثل طوله ومعامل الانكسار لوسط الليزر. يرجع طيف انبعاثها الواسع إلى وجود هذه الأوضاع المتعددة. ينشأ العرض الطيفي وتوزيع الأوضاع بسبب تصميم التجويف والوصلات وأيضًا من ظروف التشغيل.

يتم استخدام ليزر الامتيازات والرهون البحرية في التحليل الطيفي والمقاييس وقياس التداخل والاتصالات. وهي قابلة للتطبيق بشكل خاص على التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT)، حيث يكون التصوير عالي الدقة ممكنًا، الناتج عن تداخل الأوضاع الطولية المتعددة.

تطبيق آلة الليزر ديود

كيفية صيانة آلة الليزر ديود

كيف يعمل ليزر ديود

يعمل ليزر الصمام الثنائي عن طريق تحفيز انبعاث الفوتونات عند تقاطع أشباه الموصلات. تحتوي المادة شبه الموصلة على فجوات طاقة محددة تؤدي إلى توليد وتضخيم الضوء المتماسك. يتكون الصمام الثنائي من تقاطع pn. تخلق المنطقة من النوع n فائضًا من الموجات الحاملة سالبة الشحنة (الإلكترونات) بينما تخلق المنطقة من النوع p فائضًا من الموجات الحاملة المشحونة إيجابيًا (الثقوب). يشكل التقاطع منطقة استنفاد بين المادتين. عندما يتم تطبيق جهد انحياز أمامي (+ve إلى p و-ve إلى المادة n) عبر الوصلة، يتدفق التيار. يؤدي هذا إلى تحرك حاملات الشحنة عبر الوصلة. يتم حقن الإلكترونات من المنطقة n والثقوب من المنطقة p في منطقة النضوب. تلتقي هذه العناصر وتحييدها، مما يؤدي إلى إطلاق فوتون لكل شحنة ملغاة.

تم تصميم ليزر الصمام الثنائي بأسطح عاكسة في الأطراف، مما يشكل "تجويفًا بصريًا". تنعكس الفوتونات داخليًا، وتعزز ردود الفعل الضوئية الانبعاثات المحفزة وتنتج ضوءًا متماسكًا وضيق النطاق. يحدث الانبعاث المحفز أيضًا عندما يتفاعل الفوتون مع إلكترون متحمس، مما يؤدي إلى انبعاث فوتون آخر. هذه الفوتونات الإضافية مماثلة للفوتون المحفز، مما يؤدي إلى التضخيم. ومع استمرار الانبعاث المحفز وانعكاس الفوتونات داخل التجويف، تزداد شدة طاقة الليزر.