উল্লম্ব গহ্বর পৃষ্ঠ নির্গমনের পরিচিতিসেমিকন্ডাক্টর লেজার(ভিসিএসইএল)
প্রচলিত সেমিকন্ডাক্টর লেজারের বিকাশে বাধা সৃষ্টিকারী একটি প্রধান সমস্যা—ফান্ডামেন্টাল ট্রান্সভার্স মোডে উচ্চ বিম কোয়ালিটিসহ উচ্চ ক্ষমতার লেজার আউটপুট কীভাবে উৎপাদন করা যায়—তা কাটিয়ে ওঠার জন্য ১৯৯০-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে ভার্টিক্যাল এক্সটার্নাল ক্যাভিটি সারফেস-এমিটিং লেজার তৈরি করা হয়েছিল।
ভার্টিকাল এক্সটার্নাল ক্যাভিটি সারফেস-এমিটিং লেজার (ভেকসেল), যা নামেও পরিচিতসেমিকন্ডাক্টর ডিস্ক লেজার(SDL) হলো লেজার পরিবারের একটি অপেক্ষাকৃত নতুন সদস্য। এটি সেমিকন্ডাক্টর গেইন মিডিয়ামে থাকা কোয়ান্টাম ওয়েলের উপাদানের গঠন এবং পুরুত্ব পরিবর্তন করে নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য ডিজাইন করতে পারে এবং ইন্ট্রাক্যাভিটি ফ্রিকোয়েন্সি ডাবলিং-এর সাথে মিলিত হয়ে অতিবেগুনি থেকে দূর-ইনফ্রারেড পর্যন্ত একটি বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরকে আবৃত করতে পারে, যার ফলে একটি কম ডাইভারজেন্স কোণযুক্ত বৃত্তাকার প্রতিসম লেজার রশ্মি বজায় রেখে উচ্চ পাওয়ার আউটপুট অর্জন করা যায়। লেজার রেজোনেটরটি গেইন চিপের নিচের DBR কাঠামো এবং বাহ্যিক আউটপুট কাপলিং মিরর দ্বারা গঠিত। এই অনন্য বাহ্যিক রেজোনেটর কাঠামোটি ফ্রিকোয়েন্সি ডাবলিং, ফ্রিকোয়েন্সি ডিফারেন্স এবং মোড-লকিং-এর মতো অপারেশনের জন্য ক্যাভিটির মধ্যে অপটিক্যাল উপাদান প্রবেশ করানোর সুযোগ দেয়, যা VECSEL-কে একটি আদর্শ লেজারে পরিণত করে।লেজার উৎসবায়োফোটোনিক্স, স্পেকট্রোস্কোপি থেকে শুরু করে বিভিন্ন প্রয়োগের জন্য,লেজার চিকিৎসাএবং লেজার প্রক্ষেপণ।
চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে, ভিসি-সারফেস এমিটিং সেমিকন্ডাক্টর লেজারের রেজোনেটরটি সক্রিয় অঞ্চলের সমতলের সাথে লম্বভাবে থাকে এবং এর নির্গত আলোও সক্রিয় অঞ্চলের সমতলের সাথে লম্বভাবে থাকে। ভিসিএসইএল-এর কিছু অনন্য সুবিধা রয়েছে, যেমন ছোট আকার, উচ্চ কম্পাঙ্ক, ভালো বিম কোয়ালিটি, ক্যাভিটি সারফেস ড্যামেজ থ্রেশহোল্ড বেশি এবং তুলনামূলকভাবে সহজ উৎপাদন প্রক্রিয়া। লেজার ডিসপ্লে, অপটিক্যাল কমিউনিকেশন এবং অপটিক্যাল ক্লকের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এটি চমৎকার পারফরম্যান্স দেখায়। তবে, ভিসিএসইএল ওয়াট লেভেলের উপরের উচ্চ-ক্ষমতার লেজার তৈরি করতে পারে না, তাই উচ্চ শক্তির প্রয়োজনীয়তাযুক্ত ক্ষেত্রগুলিতে এটি ব্যবহার করা যায় না।
VCSEL-এর লেজার রেজোনেটরটি এর সক্রিয় অঞ্চলের উপরের এবং নিচের উভয় দিকে সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের বহুস্তরীয় এপিটেক্সিয়াল কাঠামো দ্বারা গঠিত একটি ডিস্ট্রিবিউটেড ব্র্যাগ রিফ্লেক্টর (DBR) দিয়ে গঠিত, যা প্রচলিত লেজার রেজোনেটর থেকে অনেকটাই ভিন্ন।লেজারEEL-এর ক্লিভেজ প্লেন দ্বারা গঠিত রেজোনেটর। VCSEL অপটিক্যাল রেজোনেটরের দিকটি চিপ পৃষ্ঠের সাথে লম্ব, লেজার আউটপুটও চিপ পৃষ্ঠের সাথে লম্ব, এবং DBR-এর উভয় পাশের প্রতিফলন ক্ষমতা EEL সলিউশন প্লেনের তুলনায় অনেক বেশি।
VCSEL-এর লেজার রেজোনেটরের দৈর্ঘ্য সাধারণত কয়েক মাইক্রন হয়, যা EEL-এর মিলিমিটার রেজোনেটরের তুলনায় অনেক ছোট, এবং ক্যাভিটির মধ্যে অপটিক্যাল ফিল্ডের দোলনের ফলে প্রাপ্ত একমুখী গেইন কম থাকে। যদিও ফান্ডামেন্টাল ট্রান্সভার্স মোড আউটপুট অর্জন করা সম্ভব, আউটপুট পাওয়ার কেবল কয়েক মিলিওয়াট পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। VCSEL-এর আউটপুট লেজার বিমের প্রস্থচ্ছেদ বৃত্তাকার হয় এবং এর অপসরণ কোণ এজ-এমিটিং লেজার বিমের তুলনায় অনেক ছোট। VCSEL-এর উচ্চ পাওয়ার আউটপুট অর্জনের জন্য, আরও বেশি গেইন প্রদানের উদ্দেশ্যে আলোক অঞ্চল বৃদ্ধি করা প্রয়োজন, এবং আলোক অঞ্চলের এই বৃদ্ধি আউটপুট লেজারকে একটি মাল্টি-মোড আউটপুটে পরিণত করে। একই সময়ে, একটি বৃহৎ আলোকিত অঞ্চলে অভিন্ন কারেন্ট ইনজেকশন অর্জন করা কঠিন, এবং এই অসম কারেন্ট ইনজেকশন বর্জ্য তাপের সঞ্চয়কে আরও বাড়িয়ে তুলবে। সংক্ষেপে, VCSEL যুক্তিসঙ্গত কাঠামোগত নকশার মাধ্যমে বেসিক মোডের বৃত্তাকার প্রতিসম স্পট আউটপুট করতে পারে, কিন্তু যখন আউটপুট সিঙ্গেল মোড হয় তখন এর আউটপুট পাওয়ার কম থাকে। তাই, আউটপুট মোডে প্রায়শই একাধিক VCsel একত্রিত করা হয়।
পোস্ট করার সময়: ২১-মে-২০২৪