સેમિકન્ડક્ટર લેસરોમાં ડ્યુટી સાયકલને સમજવું: નાના પરિમાણ પાછળનો મોટો અર્થ

આધુનિક ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ટેકનોલોજીમાં, સેમિકન્ડક્ટર લેસરો તેમની કોમ્પેક્ટ રચના, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઝડપી પ્રતિભાવ સાથે અલગ પડે છે. તેઓ સંદેશાવ્યવહાર, આરોગ્યસંભાળ, ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા અને સેન્સિંગ/રેન્જિંગ જેવા ક્ષેત્રોમાં આવશ્યક ભૂમિકા ભજવે છે. જો કે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોના પ્રદર્શનની ચર્ચા કરતી વખતે, એક સરળ છતાં અત્યંત મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ - ડ્યુટી ચક્ર - ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે. આ લેખ સેમિકન્ડક્ટર લેસર સિસ્ટમ્સમાં ડ્યુટી ચક્રના ખ્યાલ, ગણતરી, અસરો અને વ્યવહારિક મહત્વમાં ડૂબકી લગાવે છે.

1. ડ્યુટી સાયકલ શું છે?

ડ્યુટી ચક્ર એ એક પરિમાણહીન ગુણોત્તર છે જેનો ઉપયોગ પુનરાવર્તિત સિગ્નલના એક સમયગાળામાં લેસર "ચાલુ" સ્થિતિમાં કેટલો સમય રહે છે તેનું પ્રમાણ દર્શાવવા માટે થાય છે. તે સામાન્ય રીતે ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. સૂત્ર છે: ડ્યુટી ચક્ર=(પલ્સ પહોળાઈ)/પલ્સ સમયગાળો) × 100%. ઉદાહરણ તરીકે, જો લેસર દર 10 માઇક્રોસેકન્ડમાં 1-માઇક્રોસેકન્ડ પલ્સ ઉત્સર્જિત કરે છે, તો ફરજ ચક્ર છે: (1 μs/10 μs)×100%=10%.

2. ડ્યુટી સાયકલ શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે?

જોકે તે માત્ર એક ગુણોત્તર છે, ડ્યુટી ચક્ર લેસરના થર્મલ મેનેજમેન્ટ, આયુષ્ય, આઉટપુટ પાવર અને એકંદર સિસ્ટમ ડિઝાઇનને સીધી અસર કરે છે. ચાલો તેનું મહત્વ સમજીએ:

① થર્મલ મેનેજમેન્ટ અને ડિવાઇસ લાઇફટાઇમ

ઉચ્ચ-આવર્તન પલ્સ્ડ કામગીરીમાં, નીચા ડ્યુટી ચક્રનો અર્થ પલ્સ વચ્ચેનો "બંધ" સમય લાંબો થાય છે, જે લેસરને ઠંડુ કરવામાં મદદ કરે છે. આ ખાસ કરીને ઉચ્ચ-પાવર એપ્લિકેશનોમાં ફાયદાકારક છે, જ્યાં ડ્યુટી ચક્રને નિયંત્રિત કરવાથી થર્મલ તણાવ ઓછો થઈ શકે છે અને ઉપકરણનું જીવન લંબાય છે.

② આઉટપુટ પાવર અને ઓપ્ટિકલ ઇન્ટેન્સિટી કંટ્રોલ

ઉચ્ચ ડ્યુટી ચક્રના પરિણામે સરેરાશ ઓપ્ટિકલ આઉટપુટ વધારે મળે છે, જ્યારે નીચું ડ્યુટી ચક્ર સરેરાશ પાવર ઘટાડે છે. ડ્યુટી ચક્રને સમાયોજિત કરવાથી પીક ડ્રાઇવ કરંટ બદલ્યા વિના આઉટપુટ ઊર્જાનું ફાઇન-ટ્યુનિંગ શક્ય બને છે.

③ સિસ્ટમ પ્રતિભાવ અને સિગ્નલ મોડ્યુલેશન

ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન અને LiDAR સિસ્ટમ્સમાં, ડ્યુટી ચક્ર પ્રતિભાવ સમય અને મોડ્યુલેશન યોજનાઓને સીધી રીતે પ્રભાવિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પલ્સ્ડ લેસર રેન્જિંગમાં, યોગ્ય ડ્યુટી ચક્ર સેટ કરવાથી ઇકો સિગ્નલ શોધમાં સુધારો થાય છે, જે માપનની ચોકસાઈ અને આવર્તન બંનેમાં વધારો કરે છે.

3. ફરજ ચક્રના એપ્લિકેશન ઉદાહરણો

① LiDAR (લેસર ડિટેક્શન અને રેન્જિંગ)

૧૫૩૫nm લેસર રેન્જિંગ મોડ્યુલ્સમાં, લો-ડ્યુટી-સાયકલ, હાઇ-પીક પલ્સ કન્ફિગરેશનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે લાંબા અંતરની શોધ અને આંખની સલામતી બંનેને સુનિશ્ચિત કરવા માટે થાય છે. ડ્યુટી સાયકલ ઘણીવાર ૦.૧% અને ૧% ની વચ્ચે નિયંત્રિત થાય છે, જે સલામત, કૂલ ઓપરેશન સાથે ઉચ્ચ પીક ​​પાવરને સંતુલિત કરે છે.

② મેડિકલ લેસરો

ત્વચારોગવિજ્ઞાન સારવાર અથવા લેસર સર્જરી જેવા કાર્યક્રમોમાં, વિવિધ ફરજ ચક્રો વિવિધ થર્મલ અસરો અને ઉપચારાત્મક પરિણામોમાં પરિણમે છે. ઉચ્ચ ફરજ ચક્ર સતત ગરમીનું કારણ બને છે, જ્યારે ઓછી ફરજ ચક્ર તાત્કાલિક સ્પંદિત ઘટાડાને ટેકો આપે છે.

③ ઔદ્યોગિક સામગ્રી પ્રક્રિયા

લેસર માર્કિંગ અને વેલ્ડીંગમાં, ડ્યુટી ચક્ર સામગ્રીમાં ઊર્જા કેવી રીતે જમા થાય છે તેના પર અસર કરે છે. કોતરણીની ઊંડાઈ અને વેલ્ડીંગના પ્રવેશને નિયંત્રિત કરવા માટે ડ્યુટી ચક્રને સમાયોજિત કરવું એ ચાવીરૂપ છે.

૪. યોગ્ય ડ્યુટી ચક્ર કેવી રીતે પસંદ કરવું?

શ્રેષ્ઠ ફરજ ચક્ર ચોક્કસ એપ્લિકેશન અને લેસર લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે:

①લો ડ્યુટી સાયકલ (<૧૦%)

રેન્જિંગ અથવા પ્રિસિઝન માર્કિંગ જેવા હાઇ-પીક, શોર્ટ-પલ્સ એપ્લિકેશનો માટે આદર્શ.

②મધ્યમ ફરજ ચક્ર (૧૦%–૫૦%)

ઉચ્ચ-પુનરાવર્તન પલ્સ્ડ લેસર સિસ્ટમ્સ માટે યોગ્ય.

③હાઇ ડ્યુટી સાયકલ (>50%)

ઓપ્ટિકલ પમ્પિંગ અને કોમ્યુનિકેશન જેવા કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સતત તરંગ (CW) કામગીરીનો અભિગમ.

ધ્યાનમાં લેવાના અન્ય પરિબળોમાં થર્મલ ડિસીપેશન ક્ષમતા, ડ્રાઇવર સર્કિટ કામગીરી અને લેસરની થર્મલ સ્થિરતાનો સમાવેશ થાય છે.

૫. નિષ્કર્ષ

નાનું હોવા છતાં, સેમિકન્ડક્ટર લેસર સિસ્ટમ્સમાં ડ્યુટી ચક્ર એક મુખ્ય ડિઝાઇન પરિમાણ છે. તે માત્ર કામગીરીના આઉટપુટને જ નહીં પરંતુ સિસ્ટમની લાંબા ગાળાની સ્થિરતા અને વિશ્વસનીયતાને પણ અસર કરે છે. ભવિષ્યના લેસર વિકાસ અને એપ્લિકેશનમાં, ડ્યુટી ચક્રનો ચોક્કસ નિયંત્રણ અને લવચીક ઉપયોગ સિસ્ટમ કાર્યક્ષમતા વધારવા અને નવીનતાને સક્ષમ બનાવવા માટે મહત્વપૂર્ણ રહેશે.

જો તમારી પાસે લેસર પેરામીટર ડિઝાઇન અથવા એપ્લિકેશન્સ વિશે વધુ પ્રશ્નો હોય, તો સંપર્ક કરવા અથવા ટિપ્પણી કરવા માટે નિઃસંકોચ રહો. અમે મદદ કરવા માટે અહીં છીએ!