এনআইআর লেজার হাই পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর লেজার সম্পর্কে কীভাবে?

উচ্চ ক্ষমতাসেমিকন্ডাক্টর লেজারব্যাপকভাবে বুদ্ধিমান উত্পাদন, লেজার যোগাযোগ, লেজার সেন্সিং, চিকিৎসা সৌন্দর্য, ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়। তাদের জন্মের পর থেকে, তারা তত্ত্ব, অনুশীলন এবং প্রয়োগে দুর্দান্ত অগ্রগতি করেছে, সামগ্রিক লেজার বাজারের বেশিরভাগের জন্য অ্যাকাউন্টিং। তাদের মধ্যে, কাছাকাছি-ইনফ্রারেড ব্যান্ডের উচ্চ-শক্তি সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলি সেরা।

নিয়ার-ইনফ্রারেড হাই-পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপস হাই-পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ হল সমসাময়িক হাই-এনার্জি লেজারের মূল আলোর উৎস যা অপটিক্যাল ফাইবার, সলিড-স্টেট এবং সরাসরি সেমিকন্ডাক্টর লেজার দ্বারা উপস্থাপিত হয়। লেজার চিপের শক্তি, উজ্জ্বলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা হল মূল সূচক, যা সরাসরি লেজার সিস্টেমের কর্মক্ষমতা এবং খরচকে প্রভাবিত করে।

একটি সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপের প্রধান কাঠামোর মধ্যে রয়েছে একটি এপিটাক্সিয়াল আলো-নিঃসরণকারী স্তর যা একটি লেজার লাভের মাধ্যম প্রদান করে, একটি ইলেক্ট্রোড যা বাহককে এপিটাক্সিয়াল আলো-নিঃসরণকারী স্তরে প্রবেশ করায় এবং একটি ক্লিভেজ গহ্বর পৃষ্ঠ যা একটি অনুরণিত গহ্বর গঠন করে। চিপের বিকাশ প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে এপিটাক্সিয়াল স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং উপাদান বৃদ্ধির ধাপ, চিপ স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং প্রস্তুতি প্রক্রিয়া, ক্যাভিটি সারফেস ক্লিভেজ প্যাসিভেশন ট্রিটমেন্ট এবং অপটিক্যাল লেপ, চিপ প্যাকেজিং টেস্ট, চিপ লাইফ নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ, যার মধ্যে মূল সূচকগুলি সরাসরি প্রভাবিত তিনটি মূল প্রযুক্তি হল এপিটাক্সিয়াল স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং ম্যাটেরিয়াল গ্রোথ, চিপ স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং প্রস্তুতি প্রক্রিয়া, ক্যাভিটি সারফেস ক্লিভেজ এবং প্যাসিভেশন ট্রিটমেন্ট।
(1) এপিটাক্সিয়াল স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং ম্যাটেরিয়াল গ্রোথ এপিটাক্সিয়াল স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং ম্যাটেরিয়াল গ্রোথ লেজারের লাভ এবং পাম্পিং জড়িত, যা চিপের ইলেক্ট্রো-অপ্টিক দক্ষতাকে সরাসরি প্রভাবিত করে। প্রধান কারণগুলি হল হেটারোজংশন এবং বাল্ক উপাদান ভোল্টেজের ক্ষতি, ক্যারিয়ারের ফুটো ক্ষতি এবং আলো শোষণের ক্ষতি। সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের এনার্জি ব্যান্ড বিশ্লেষণ অনুসারে, হেটেরোজংশন ভোল্টেজ মূলত কনফাইনমেন্ট লেয়ার, সাবস্ট্রেট এবং ওয়েভগাইড লেয়ারের মধ্যবর্তী ইন্টারফেস থেকে আসে এবং চিপের হেটারোজাংশন ভোল্টেজ ইন্টারফেস গ্রেডিয়েন্ট এবং হাই ডোপিং অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে কার্যকরভাবে হ্রাস পায়। বাহক গতিশীলতা বৃদ্ধি এবং ডোপিং ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য উপাদানের গঠন সামঞ্জস্য করে বাল্ক উপাদান প্রতিরোধ অর্জন করা যেতে পারে। ক্যারিয়ার লিকেজ লস কমাতে যথেষ্ট ক্যারিয়ার কনফিনমেন্ট বাধা প্রয়োজন, বিশেষ করে পি-প্লেন ইলেক্ট্রন বাধা। অতএব, উপাদানের সংমিশ্রণকে অপ্টিমাইজ করার জন্য বাল্ক উপাদান প্রতিরোধের হ্রাস এবং ক্যারিয়ার বন্দিত্বের উন্নতিকে ব্যাপকভাবে বিবেচনা করা দরকার। অপটিক্যাল শোষণ ক্ষতি সাধারণত একটি অপ্রতিসম অতি-বৃহৎ অপটিক্যাল ক্যাভিটি ওয়েভগাইড কাঠামো ডিজাইন করে অর্জন করা যেতে পারে। যখন ওয়েভগাইড লেয়ারের মোট বেধ অপরিবর্তিত থাকে, তখন পি-প্লেন ওয়েভগাইড লেয়ারের পুরুত্ব কমে যায় এবং এন-প্লেন ওয়েভগাইড লেয়ারের পুরুত্ব বাড়ানো হয়, যাতে অপটিক্যাল ফিল্ডের প্রধান অংশ কম শোষণ করে। কম-প্রতিরোধের এন-প্লেন, অপটিক্যাল ফিল্ডের ওভারল্যাপ এবং উচ্চ-শোষণকারী পি-প্লেন কমায়, বাল্ক উপাদানের ভোল্টেজ কমায় এবং আলো শোষণের ক্ষতি কমায়। একই সময়ে, ধীরে ধীরে ডোপিং ডিস্ট্রিবিউশন ডিজাইনের সাথে মিলিত, বাল্ক উপাদান ভোল্টেজ ক্ষতি এবং হালকা শোষণ ক্ষতির একযোগে অপ্টিমাইজেশন উপলব্ধি করা হয়। 900 nm ব্যান্ডের লেজার চিপগুলি সাধারণত লাভ উপাদান হিসাবে InGaAs কোয়ান্টাম কূপগুলি ব্যবহার করে এবং লাভ বাড়ানোর জন্য উচ্চ স্ট্রেনের সাথে AlInGaAs কোয়ান্টাম কূপগুলি ব্যবহার করে, কিন্তু AlInGaAs কোয়ান্টাম কূপগুলি একটি চতুর্মুখী উপাদান হিসাবে উপাদান বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণের জন্য কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে৷ কোয়ান্টাম ওয়েল বডি ডিফেক্টের নিউক্লিয়েশন এনার্জি বাড়ানোর জন্য বায়ুমণ্ডলের অনুপাত এবং বৃদ্ধির তাপমাত্রার হার অপ্টিমাইজ করা প্রয়োজন, যার ফলে কোয়ান্টাম কূপের ত্রুটির ঘনত্ব কমানো যায় এবং উচ্চ-মানের এবং উচ্চ-স্ট্রেন কোয়ান্টাম কূপ বৃদ্ধি পায়।
(2) যখন চিপ স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়া হাই-পাওয়ার মোডে কাজ করে, তখন চিপের পাশ্বর্ীয় হাই-অর্ডার মোডের তীব্রতা বৃদ্ধি পায়, যার ফলে ডাইভারজেন্স অ্যাঙ্গেলের তীব্র বৃদ্ধি এবং উজ্জ্বলতা হ্রাস পায়। ওয়েভগাইডের প্রান্তে শোষণ এবং বিচ্ছুরণ সাধারণত উচ্চ-অর্ডার মোডগুলির তীব্রতা কমাতে সাহিত্য প্রতিবেদনে ব্যবহৃত হয়, তবে এটি নিম্ন-অর্ডার মোডগুলিতে অতিরিক্ত শোষণের ক্ষতিও ঘটাবে এবং মোট অপটিক্যাল শক্তি হ্রাস করবে। উপরন্তু, উচ্চ শক্তিতে কাজ করার সময়, চিপের অপটিক্যাল ক্ষেত্রের তীব্রতা অনুদৈর্ঘ্য দিকে অসমভাবে বিতরণ করা হয়, যখন প্রচলিত কাঠামোর চিপের বর্তমান ইনজেকশন দ্বারা উত্পন্ন ক্যারিয়ার ঘনত্ব অনুদৈর্ঘ্য দিকে অভিন্ন, তাই অপটিক্যাল ক্ষেত্রের তীব্রতা এবং ক্যারিয়ারের ঘনত্ব বন্টন মিলিত হতে পারে না, এটি একটি উল্লম্ব স্থান গর্ত বার্নিং প্রভাব তৈরি করবে, যার ফলে পাওয়ার স্যাচুরেশন হবে। এই সমস্যাটি সমাধান করার একটি উপায় হল ক্যারিয়ার ইনজেকশন বিতরণের ডিভাইসের কাঠামো সামঞ্জস্য করা।
(3) ক্যাভিটি সারফেস ক্লিভেজ এবং প্যাসিভেশন ট্রিটমেন্ট হাই-পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপসের প্রধান ব্যর্থতার মোড হল ক্যাভিটি সারফেস অপটিক্যাল ক্যাটাস্ট্রফ ড্যামেজ (COMD)। যখন চিপটি উচ্চ শক্তিতে কাজ করে তখন ক্লিভিং ক্যাভিটি পৃষ্ঠ এবং আশেপাশের এলাকার আলো শোষণ থেকে COMD আসে। পৃষ্ঠের আলো শোষণ পৃষ্ঠের ঝুলন্ত বন্ধন, পৃষ্ঠের অক্সিডেশন এবং পৃষ্ঠের দূষণের কারণে ঘটে, যখন প্রচলিত গহ্বর পৃষ্ঠের বিভাজন বায়ুমণ্ডলে বা কম ভ্যাকুয়াম পরিবেশে সঞ্চালিত হয় এবং এই সমস্যাটি এড়ানো যায় না। ক্লিভেজ পৃষ্ঠের কাছাকাছি অঞ্চলে আলো শোষণ আন্তঃব্যান্ড শোষণ থেকে আসে। যখন চিপটি উচ্চ শক্তিতে কাজ করে, তখন এই অঞ্চলের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, ফলে উপাদানটির ব্যান্ড গ্যাপ হ্রাস পায় এবং আন্তঃব্যান্ড শোষণ বৃদ্ধি পায়। এই ধরনের শোষণ কমানোর সবচেয়ে কার্যকর উপায় হল একটি প্রশস্ত ব্যান্ড গ্যাপ (কম শোষণ) উইন্ডো কাঠামো তৈরি করা। এপিটাক্সিয়াল স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং উপাদান বৃদ্ধি, চিপ স্ট্রাকচার ডিজাইন এবং প্রস্তুতির প্রক্রিয়া, গহ্বরের পৃষ্ঠের ক্লিভেজ এবং প্যাসিভেশন ট্রিটমেন্টের উন্নয়নের মাধ্যমে, Suzhou Everbright Huaxin Optoelectronics Co., Ltd. (এরপরে "Everbright Huaxin" হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে) একটি 28 W চালু করেছে। সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ। চিপের শক্তি বৃদ্ধি প্রধানত চিপ এপিটাক্সিয়াল কাঠামোর অপ্টিমাইজড ডিজাইন এবং গহ্বর পৃষ্ঠের বিশেষ প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির উন্নতি থেকে আসে। সেমিকন্ডাক্টর লেজারের আউটপুট পাওয়ার মূলত লেজার থ্রেশহোল্ড, ঢাল এবং উচ্চ কারেন্ট পাওয়ার বাঁকানোর মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়। সাধারণত পিএন জংশনের ডোপিং ঘনত্ব হ্রাস করে থ্রেশহোল্ডের হ্রাস এবং ঢালের বৃদ্ধি অর্জন করে এবং খুব কম ডোপিং ঘনত্ব পিএন জংশনের প্রতিরোধের বৃদ্ধি এবং চিপ ভোল্টেজের বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করবে। থ্রেশহোল্ড ঢাল এবং ভোল্টেজের মধ্যে ভারসাম্য অপ্টিমাইজ করার সমস্যা সমাধানের জন্য, চ্যাংগুয়াং হুয়াক্সিন অসমমিতিক বৃহৎ অপটিক্যাল গহ্বর কাঠামোর ওয়েভগাইড স্তরের বেধকে অপ্টিমাইজ করেছেন এবং পিএন জংশনের বিভিন্ন অঞ্চলে ডোপিং ঘনত্বের বন্টন যত্ন সহকারে ডিজাইন করেছেন। থ্রেশহোল্ড কমাতে এবং ঢালের দক্ষতা উন্নত করতে। ভোল্টেজ মূলত ধ্রুবক রাখার প্রভাব। উচ্চ কারেন্ট বাঁকানো প্রধানত অভ্যন্তরীণ কোয়ান্টাম দক্ষতা হ্রাসের কারণে হয় যখন উচ্চ কারেন্ট ইনজেক্ট করা হয়। এভারব্রাইট লেজার স্ট্রাকচারের লাভ অঞ্চলের কাছাকাছি উপাদানের শক্তি ব্যান্ড কাঠামোকে অপ্টিমাইজ করেছে, পিএন জংশন ইনজেকশন করা ইলেকট্রনের সীমাবদ্ধতার ক্ষমতা উন্নত করেছে এবং উচ্চ কারেন্ট ইনজেকশনের সময় কার্যকরভাবে কোয়ান্টাম দক্ষতা উন্নত করেছে। লেজার চিপের শক্তিকে অপ্টিমাইজ করার সময়, এভারব্রাইট ত্রুটির অনুপাত কমাতে গহ্বর পৃষ্ঠের বিশেষ চিকিত্সা প্রক্রিয়ার উপাদানের গুণমান উন্নত করে চলেছে, অপটিক্যাল বিপর্যয় ক্ষতি প্রতিরোধ করার জন্য গহ্বর পৃষ্ঠের ক্ষমতা উন্নত করে এবং নিশ্চিত করে যে 28 ওয়াট উচ্চ-শক্তি লেজার চিপ লেজার জীবনের জন্য শিল্প বাজারের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। প্রয়োজনীয়তা

একটি ব্যবহারিক হাতিয়ার হিসাবে, কাছাকাছি-ইনফ্রারেড উচ্চ-শক্তি সেমিকন্ডাক্টর আলোর উত্স মডিউল ফাইবার লেজারটি সাম্প্রতিক বছরগুলিতে তার অনন্য সুবিধার কারণে দ্রুত বিকাশ করেছে এবং শিল্প উত্পাদন, প্রক্রিয়াকরণ এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ফাইবার লেজারের মূল আপস্ট্রিম ডিভাইস হিসাবে, পাম্পিং উত্সের বিকাশও ফাইবার লেজারের সামগ্রিক প্রযুক্তির বিকাশ এবং অগ্রগতির সাথে এবং এমনকি প্রচার করে।
(1) শিল্প ফাইবার লেজার পাম্পিং উত্স সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, শিল্প ফাইবার লেজারের বাজার দ্রুত বিকশিত হয়েছে এবং একটি শক্তিশালী গতি আছে। ফাইবার লেজারগুলি তাদের অনন্য প্রযুক্তি এবং অ্যাপ্লিকেশন সুবিধার সাথে শিল্প লেজার প্রক্রিয়াকরণ বাজারে নেতৃত্ব দিয়েছে। যতদূর শিল্প ফাইবার লেজারের বাজার উদ্বিগ্ন, নিম্ন-থেকে-মাঝারি শক্তির ফাইবার লেজার প্রযুক্তি পরিপক্ক এবং স্থিতিশীল হয়েছে, এবং সম্পূর্ণভাবে খরচ প্রতিযোগিতার পর্যায়ে প্রবেশ করেছে।

2) বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্য ফাইবার লেজার পাম্পিং উৎস। বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্য ফাইবার লেজারগুলির সাধারণত উজ্জ্বলতার উচ্চ প্রয়োজনীয়তা থাকে বা কিছু বিশেষ প্রয়োগের পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়। এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পাম্পিং উত্স পর্যন্ত প্রসারিত। সাধারণত, পাম্পিং উৎসের উচ্চ উজ্জ্বলতা এবং ছোট আকারের প্রয়োজন হয়। , লাইটওয়েট, তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকিং এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য. ছোট আয়তনের জন্য পাম্পিং উত্সের জন্য কমপ্যাক্ট প্যাকেজিং ডিজাইনের প্রয়োজন, এবং হালকা ওজনের জন্য পাম্পিং উত্সের জন্য প্রয়োজনীয় ওজন হ্রাসের চিকিত্সা এবং তাপ সঞ্চালনের দক্ষতা নিশ্চিত করার ভিত্তিতে টিউব শেল প্রক্রিয়া করার জন্য নতুন কম-ঘনত্বের ধাতব পদার্থের ব্যবহার প্রয়োজন।

High-brightness kilowatt-class fiber-coupled direct semiconductor lasers High-brightness kilowatt-class fiber-coupled direct semiconductor lasers have the characteristics of high brightness, wide wavelength range, high electro-optical conversion efficiency and easy use, and have a wide range of potential applications in industry and scientific research fields, such as for Metal material processing, Yb-doped fiber laser pumping, Raman nonlinear fiber laser pumping, and energy transfer. Brightness is defined as B=P·A-1·Ω-1, where P is the output power of the laser, A is the area of the beam waist of the output beam of the laser, and Ω is the solid angle of the divergence angle of the output beam of the laser. Generally speaking, the higher the brightness, the smaller the focused spot size and the longer the working distance. The continuous output power of a single laser diode light-emitting unit (or laser diode single tube) is less than 40 W, and it is necessary to use different beam combining methods to combine dozens to hundreds of single tube chips into a beam output to achieve kilowatt-level output. Conventional direct semiconductor lasers are based on a laser diode single tube or bar (composed of multiple single tubes), using spatial beam combining, polarization beam combining, coarse spectrum beam combining or fiber beam combining to increase output power. Direct semiconductor lasers based on this type of beam combining technology have high output power and low cost, and are favored by the industry, and can be used for welding and cladding of metal materials. Using the dense spectral beam combining technology based on a single-tube chip, Everbright Huaxin has successfully developed a variety of high-brightness fiber-coupled direct semiconductor lasers, which greatly improved the output brightness of direct semiconductor lasers (> 200 MW cm-2 Sr-1) and Electro-optical conversion efficiency (>45 শতাংশ)। উদাহরণস্বরূপ, 2019 সালে, Everbright একটি 1 kW, 220 μm/NA0.22 সেমিকন্ডাক্টর লেজার চালু করেছিল (21MW সেমি-2 Sr আউটপুট উজ্জ্বলতা সহ -1), যা পাতলা প্লেট ঢালাইয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে; একই বছরে, এটি একটি 4 kW, 600 μm /NA0.22 (11 মেগাওয়াট সেমি-2 Sr-1 এর আউটপুট উজ্জ্বলতা) প্রত্যক্ষ সেমিকন্ডাক্টর লেজারটি সারফেস ক্ল্যাডিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। যাইহোক, আউটপুট ফাইবারের বড় মূল ব্যাস এবং কম উজ্জ্বলতার কারণে, এই ধরনের লেজার ধাতব সামগ্রী এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণা অ্যাপ্লিকেশনগুলি কাটাতে ব্যবহার করা যাবে না যার জন্য উচ্চ উজ্জ্বলতা প্রয়োজন। চিত্র 8 একাধিক একক-টিউব চিপের সিমুলেশন ফলাফল দেখায় যা স্থানিকভাবে ফাইবার কাপলিংকে একত্রিত করে। 100 μm/NA0.22 ফাইবার দ্বারা মিটমাট করা একক-টিউব চিপগুলির সর্বাধিক সংখ্যা হল 12, তাই আউটপুট শক্তি একটি একক-টিউব চিপের চেয়ে মাত্র 12 গুণ।

নিয়ার-ইনফ্রারেড হাই-পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলি সলিড-স্টেট এবং ফাইবার লেজারের জন্য পাম্পিং সোর্স এবং মূল ডিভাইস হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং লেজারের একটি বড় বাজার দখল করে বিভিন্ন বিম কম্বিনিং প্রযুক্তির মাধ্যমে শিল্প ও বৈজ্ঞানিক গবেষণা ক্ষেত্রে সরাসরি ব্যবহার করা যেতে পারে। শিল্প একক-টিউব চিপ একটি উচ্চ-শক্তি সেমিকন্ডাক্টর লেজার পাম্পিং উৎসের একটি ইউনিট ডিভাইস। এর ব্যাপক বৈশিষ্ট্যগুলি আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি, রূপান্তর দক্ষতা এবং চূড়ান্ত পাম্পিং উত্স মডিউলের ভলিউম নির্ধারণ করে। তাই এটি আমাদের গবেষণা ও উন্নয়ন ও গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে। গবেষণা দলের গভীর তাত্ত্বিক গবেষণা, উপাদান বৃদ্ধি প্রযুক্তির অগ্রগতি, এবং প্যাকেজিং প্রযুক্তির উন্নয়নের সাথে, JTBYShield উচ্চ-শক্তির সেমিকন্ডাক্টর লেজারের আউটপুট শক্তি, জীবন, নির্ভরযোগ্যতা এবং প্রয়োগ অনুশীলনকে ব্যাপকভাবে উন্নত করেছে, ব্যাপকভাবে সংক্ষিপ্ত করেছে। বিদেশী ব্যবধানের মধ্যে সময়। ভবিষ্যতে, আমরা কেবলমাত্র মূল প্রযুক্তিগুলিতেই সাফল্য আনব না, শিল্পায়নও অর্জন করব এবং উচ্চ-শেষ লেজার পাম্পিং সোর্স চিপ এবং ডিভাইসগুলির সম্পূর্ণ স্থানীয়করণ এবং শিল্পায়ন উপলব্ধি করব।

যোগাযোগের তথ্য:

যদি আপনার কোন ধারনা থাকে, আমাদের সাথে কথা বলতে নির্দ্বিধায়. আমাদের গ্রাহকরা যেখানেই থাকুন না কেন এবং আমাদের প্রয়োজনীয়তাগুলি কী, আমরা আমাদের গ্রাহকদের উচ্চ গুণমান, কম দাম এবং সর্বোত্তম পরিষেবা প্রদানের জন্য আমাদের লক্ষ্য অনুসরণ করব।