ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਦਾ ਦਿਲ: ਗੇਨ ਮੀਡੀਅਮ 'ਤੇ ਇੱਕ ਡੂੰਘਾਈ ਨਾਲ ਨਜ਼ਰ

ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰ ਦੂਰਸੰਚਾਰ, ਦਵਾਈ, ਉਦਯੋਗਿਕ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ, ਅਤੇ LiDAR ਵਰਗੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਲੱਗ ਪਏ ਹਨ, ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਉੱਚ ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਸੰਖੇਪ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਦੀ ਸੌਖ ਦੇ ਕਾਰਨ। ਇਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਮੂਲ ਵਿੱਚ ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੇ ਤੌਰ ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ"ਊਰਜਾ ਸਰੋਤ"ਜੋ ਕਿ ਉਤੇਜਿਤ ਨਿਕਾਸ ਅਤੇ ਲੇਜ਼ਰ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਲੇਜ਼ਰ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ'ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ, ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ, ਅਤੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਸੰਭਾਵੀ।

1. ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਕੀ ਹੈ?

ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਨਾਮ ਤੋਂ ਹੀ ਪਤਾ ਲੱਗਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਇੱਕ ਅਜਿਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ ਜੋ ਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਿਕੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਬਾਹਰੀ ਊਰਜਾ ਸਰੋਤਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਇੰਜੈਕਸ਼ਨ ਜਾਂ ਆਪਟੀਕਲ ਪੰਪਿੰਗ) ਦੁਆਰਾ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਉਤੇਜਿਤ ਨਿਕਾਸ ਦੇ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਘਟਨਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਲੇਜ਼ਰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ PN ਜੰਕਸ਼ਨ 'ਤੇ ਸਰਗਰਮ ਖੇਤਰ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਰਚਨਾ, ਬਣਤਰ, ਅਤੇ ਡੋਪਿੰਗ ਵਿਧੀਆਂ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਕਰੰਟ, ਨਿਕਾਸ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ, ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਰਗੇ ਮੁੱਖ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।

2. ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਵਿੱਚ ਆਮ ਲਾਭ ਸਮੱਗਰੀ

III-V ਮਿਸ਼ਰਿਤ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਲਾਭ ਸਮੱਗਰੀ ਹਨ। ਆਮ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ:

①GaAs (ਗੈਲੀਅਮ ਆਰਸੈਨਾਈਡ)

850 ਵਿੱਚ ਲੇਜ਼ਰ ਕੱਢਣ ਲਈ ਢੁਕਵਾਂ–980 nm ਰੇਂਜ, ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਅਤੇ ਲੇਜ਼ਰ ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

②ਇਨਪੀ (ਇੰਡੀਅਮ ਫਾਸਫਾਈਡ)

1.3 µm ਅਤੇ 1.55 µm ਬੈਂਡਾਂ ਵਿੱਚ ਨਿਕਾਸ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਫਾਈਬਰ-ਆਪਟਿਕ ਸੰਚਾਰ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।

③InGaAsP / AlGaAs / InGaN

ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਰਚਨਾਵਾਂ ਨੂੰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਟਿਊਨ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਟਿਊਨੇਬਲ-ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਲੇਜ਼ਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਲਈ ਆਧਾਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਇਹਨਾਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿੱਧੀਆਂ ਬੈਂਡਗੈਪ ਬਣਤਰਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਇਹਨਾਂ ਨੂੰ ਫੋਟੋਨ ਨਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ-ਹੋਲ ਰੀਕੰਬੀਨੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਕੁਸ਼ਲ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰ ਗੇਨ ਮਾਧਿਅਮ ਵਿੱਚ ਵਰਤੋਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਹਨ।

3. ਲਾਭ ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਵਿਕਾਸ

ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਫੈਬਰੀਕੇਸ਼ਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਨੇ ਤਰੱਕੀ ਕੀਤੀ ਹੈ, ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਵਿੱਚ ਲਾਭ ਬਣਤਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਸਮਰੂਪਤਾਵਾਂ ਤੋਂ ਹੇਟਰੋਜੰਕਸ਼ਨ ਤੱਕ, ਅਤੇ ਅੱਗੇ ਉੱਨਤ ਕੁਆਂਟਮ ਵੈੱਲ ਅਤੇ ਕੁਆਂਟਮ ਡੌਟ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਤੱਕ ਵਿਕਸਤ ਹੋਏ ਹਨ।

①ਹੇਟਰੋਜੰਕਸ਼ਨ ਗੇਨ ਮੀਡੀਅਮ

ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਨੂੰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਬੈਂਡਗੈਪਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜ ਕੇ, ਕੈਰੀਅਰਾਂ ਅਤੇ ਫੋਟੌਨਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਿਰਧਾਰਤ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸੀਮਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਲਾਭ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ।

②ਕੁਆਂਟਮ ਵੈੱਲ ਸਟ੍ਰਕਚਰ

ਸਰਗਰਮ ਖੇਤਰ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਨੂੰ ਨੈਨੋਮੀਟਰ ਪੈਮਾਨੇ ਤੱਕ ਘਟਾ ਕੇ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੋ ਅਯਾਮਾਂ ਵਿੱਚ ਸੀਮਤ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਰੇਡੀਏਟਿਵ ਰੀਕੰਬੀਨੇਸ਼ਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਘੱਟ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਕਰੰਟ ਅਤੇ ਬਿਹਤਰ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਾਲੇ ਲੇਜ਼ਰ ਬਣਦੇ ਹਨ।

③ਕੁਆਂਟਮ ਡੌਟ ਸਟ੍ਰਕਚਰ

ਸਵੈ-ਅਸੈਂਬਲੀ ਤਕਨੀਕਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਜ਼ੀਰੋ-ਡਾਇਮੈਨਸ਼ਨਲ ਨੈਨੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਬਣਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਤੇਜ਼ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਦੀ ਵੰਡ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਢਾਂਚੇ ਵਧੀਆਂ ਲਾਭ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਸਥਿਰਤਾ ਦੀ ਪੇਸ਼ਕਸ਼ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਖੋਜ ਕੇਂਦਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ।

4. ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਕੀ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ?

①ਐਮਿਸ਼ਨ ਵੇਵਲੈਂਥ

ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਬੈਂਡਗੈਪ ਲੇਜ਼ਰ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ's ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, InGaAs ਨੇੜੇ-ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਲਈ ਢੁਕਵਾਂ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ InGaN ਨੀਲੇ ਜਾਂ ਵਾਇਲੇਟ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

②ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਅਤੇ ਸ਼ਕਤੀ

ਕੈਰੀਅਰ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਗੈਰ-ਰੇਡੀਏਟਿਵ ਪੁਨਰ-ਸੰਯੋਜਨ ਦਰਾਂ ਆਪਟੀਕਲ-ਤੋਂ-ਬਿਜਲੀ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।

③ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ

ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਉਦਯੋਗਿਕ ਅਤੇ ਫੌਜੀ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਲੇਜ਼ਰ ਦੀ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।

④ਮਾਡੂਲੇਸ਼ਨ ਜਵਾਬ

ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਲੇਜ਼ਰ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ's ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਤੀ, ਜੋ ਕਿ ਹਾਈ-ਸਪੀਡ ਸੰਚਾਰ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।

5. ਸਿੱਟਾ

ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਦੀ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਣਤਰ ਵਿੱਚ, ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਸੱਚਮੁੱਚ ਇਸਦਾ "ਦਿਲ" ਹੈ।-ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਲੇਜ਼ਰ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਇਸਦੇ ਜੀਵਨ ਕਾਲ, ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਦ੍ਰਿਸ਼ਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਵੀ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਹੈ। ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਚੋਣ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਢਾਂਚਾਗਤ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਤੱਕ, ਮੈਕਰੋਸਕੋਪਿਕ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਸੂਖਮ ਵਿਧੀਆਂ ਤੱਕ, ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਵਿੱਚ ਹਰ ਸਫਲਤਾ ਲੇਜ਼ਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਵਧੇਰੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ, ਵਿਆਪਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਡੂੰਘੀ ਖੋਜ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾ ਰਹੀ ਹੈ।

ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਾਇੰਸ ਅਤੇ ਨੈਨੋ-ਫੈਬਰੀਕੇਸ਼ਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਚੱਲ ਰਹੀ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਤੋਂ ਉੱਚ ਚਮਕ, ਵਿਆਪਕ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਕਵਰੇਜ, ਅਤੇ ਸਮਾਰਟ ਲੇਜ਼ਰ ਹੱਲ ਲਿਆਉਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਹੈ।-ਵਿਗਿਆਨ, ਉਦਯੋਗ ਅਤੇ ਸਮਾਜ ਲਈ ਹੋਰ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਖੋਲ੍ਹ ਰਿਹਾ ਹੈ।