NIR لیزر ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر کے بارے میں کیسے؟

زیادہ طاقتسیمی کنڈکٹر لیزرزبڑے پیمانے پر ذہین مینوفیکچرنگ، لیزر کمیونیکیشن، لیزر سینسنگ، طبی خوبصورتی وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں۔ اپنی پیدائش کے بعد سے، انہوں نے تھیوری، پریکٹس اور ایپلیکیشن میں بہت ترقی کی ہے، جو کہ مجموعی طور پر لیزر مارکیٹ میں سے زیادہ تر کا حصہ ہے۔ ان میں، قریب اورکت بینڈ میں ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزرز بہترین ہیں۔

قریبی انفراریڈ ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر چپس ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر چپس عصری ہائی انرجی لیزرز کے بنیادی روشنی کے ذرائع ہیں جن کی نمائندگی آپٹیکل فائبر، سالڈ سٹیٹ اور ڈائریکٹ سیمی کنڈکٹر لیزرز کرتے ہیں۔ لیزر چپ کی طاقت، چمک اور وشوسنییتا بنیادی اشارے ہیں، جو لیزر سسٹم کی کارکردگی اور لاگت کو براہ راست متاثر کرتے ہیں۔

سیمی کنڈکٹر لیزر چپ کے بنیادی ڈھانچے میں ایک ایپیٹیکسیل لائٹ ایمیٹنگ پرت شامل ہے جو لیزر گین میڈیم فراہم کرتی ہے، ایک الیکٹروڈ جو کیریئرز کو ایپیٹیکسیل لائٹ ایمیٹنگ لیئر میں داخل کرتا ہے، اور ایک کلیویج کیویٹی سطح جو ایک گونجنے والی گہا بناتی ہے۔ چپ کی ترقی کے عمل میں ایپیٹیکسیل ڈھانچے کے ڈیزائن اور مواد کی نشوونما، چپ کے ڈھانچے کا ڈیزائن اور تیاری کا عمل، گہا کی سطح کے کلیویج پاسیویشن ٹریٹمنٹ اور آپٹیکل کوٹنگ، چپ پیکیجنگ ٹیسٹ، چپ لائف ریلئیبلٹی اور کارکردگی کا تجزیہ شامل ہیں، جن میں سے بنیادی اشارے براہ راست ہوتے ہیں۔ تین اہم ٹیکنالوجیز ایپیٹیکسیل ڈھانچے کا ڈیزائن اور مواد کی نشوونما، چپ ڈھانچے کا ڈیزائن اور تیاری کا عمل، گہا کی سطح کی درار اور گزرنے کا علاج ہیں۔
(1) ایپیٹیکسیل ڈھانچے کا ڈیزائن اور مادی ترقی ایپیٹیکسیل ڈھانچے کے ڈیزائن اور مادی نمو میں لیزر کا فائدہ اور پمپنگ شامل ہے، جو چپ کی الیکٹرو آپٹک کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ اہم عوامل heterojunction اور بلک میٹریل وولٹیج کا نقصان، کیریئر کے رساو کا نقصان اور روشنی کو جذب کرنے میں کمی ہے۔ سیمی کنڈکٹر مواد کے انرجی بینڈ کے تجزیے کے مطابق، ہیٹروجنکشن وولٹیج بنیادی طور پر کنفینمنٹ لیئر، سبسٹریٹ اور ویو گائیڈ پرت کے درمیان انٹرفیس سے آتا ہے، اور چپ کے ہیٹروجنکشن وولٹیج کو انٹرفیس گریڈینٹ اور ہائی ڈوپنگ آپٹیمائزیشن کے ذریعے مؤثر طریقے سے کم کیا جاتا ہے۔ کیریئر کی نقل و حرکت کو بڑھانے اور ڈوپنگ کے ارتکاز کو بڑھانے کے لیے مواد کی ساخت کو ایڈجسٹ کرکے بلک مادی مزاحمت حاصل کی جاسکتی ہے۔ کیریئر کے رساو کے نقصان کو کم کرنے کے لیے کافی کیریئر قید رکاوٹ کی ضرورت ہوتی ہے، خاص طور پر پی-پلین الیکٹران رکاوٹ۔ لہذا، مادی ساخت کو بہتر بنانے کے لیے بڑے پیمانے پر مواد کی مزاحمت میں کمی اور کیریئر قید کی بہتری پر جامع غور کرنے کی ضرورت ہے۔ آپٹیکل جذب نقصان کو عام طور پر ایک غیر متناسب الٹرا لارج آپٹیکل کیویٹی ویو گائیڈ ڈھانچہ ڈیزائن کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ جب ویو گائیڈ پرت کی کل موٹائی میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے، تو پی پلین ویو گائیڈ پرت کی موٹائی کم ہو جاتی ہے اور این پلین ویو گائیڈ پرت کی موٹائی بڑھ جاتی ہے، تاکہ آپٹیکل فیلڈ کا مرکزی حصہ کم جذب میں تقسیم ہو جائے۔ کم مزاحمت والا این پلین، آپٹیکل فیلڈ کے اوورلیپ اور ہائی جذب کرنے والے پی پلین کو کم کرتا ہے، بلک میٹریل کے وولٹیج کو کم کرتا ہے، اور روشنی کو جذب کرنے کے نقصان کو کم کرتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، بتدریج ڈوپنگ ڈسٹری بیوشن ڈیزائن کے ساتھ مل کر، بلک میٹریل وولٹیج کے نقصان اور روشنی کو جذب کرنے کے نقصان کی بیک وقت اصلاح کا احساس ہوتا ہے۔ 900 nm بینڈ میں لیزر چپس عام طور پر InGaAs کوانٹم ویلز کو گین میٹریل کے طور پر استعمال کرتی ہیں، اور AlInGaAs کوانٹم ویلز کو زیادہ تناؤ کے ساتھ فائدہ میں اضافہ کرنے کے لیے، لیکن AlInGaAs کوانٹم ویلز کو کوٹرنری میٹریل کے طور پر مادی نمو کے کنٹرول کے لیے سخت تقاضے ہوتے ہیں۔ کوانٹم ویل کے جسم کے نقائص کی نیوکلیشن توانائی کو بڑھانے کے لیے ماحول کے تناسب اور درجہ حرارت کی نمو کی شرح کو بہتر بنانا ضروری ہے، اس طرح کوانٹم ویلز کی خرابی کی کثافت کو کم کرنا اور اعلیٰ معیار کے اور اعلیٰ تناؤ والے کوانٹم ویلز کو بڑھانا ضروری ہے۔
(2) جب چپ کا ڈھانچہ ڈیزائن اور فیبریکیشن کا عمل ہائی پاور موڈ میں کام کرتا ہے، تو چپ کے پس منظر کے ہائی آرڈر موڈ کی شدت میں اضافہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں ڈائیورجنس زاویہ میں تیز اضافہ ہوتا ہے اور چمک میں کمی واقع ہوتی ہے۔ ویو گائیڈ کے کنارے پر جذب اور بکھرنے کا استعمال عام طور پر لٹریچر رپورٹس میں ہائی آرڈر موڈز کی شدت کو کم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، لیکن یہ کم آرڈر موڈز کو اضافی جذب نقصان کا سبب بنے گا اور کل آپٹیکل پاور کو کم کرے گا۔ اس کے علاوہ، ہائی پاور پر کام کرتے وقت، چپ کی آپٹیکل فیلڈ کی شدت طول البلد سمت میں غیر مساوی طور پر تقسیم کی جاتی ہے، جبکہ روایتی ڈھانچے کی چپ کے موجودہ انجیکشن سے پیدا ہونے والا کیریئر ارتکاز طول البلد سمت میں یکساں ہوتا ہے، اس لیے آپٹیکل فیلڈ کی شدت اور کیریئر کے ارتکاز کی تقسیم مماثل نہیں ہوسکتی ہے، یہ عمودی خلائی سوراخ جلانے کا اثر پیدا کرے گا، جس کے نتیجے میں پاور سنترپتی ہوگی۔ اس مسئلے کو حل کرنے کا ایک طریقہ کیریئر انجیکشن کی تقسیم کے آلے کی ساخت کو ایڈجسٹ کرنا ہے۔
(3) گہا کی سطح کی درار اور گزرنے کا علاج ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر چپس کا بنیادی ناکامی موڈ گہا کی سطح آپٹیکل تباہی نقصان (COMD) ہے۔ COMD کلیونگ گہا کی سطح اور آس پاس کے علاقے کے روشنی جذب سے آتا ہے جب چپ زیادہ طاقت پر کام کر رہی ہوتی ہے۔ سطح کی روشنی کا جذب سطح کے لٹکنے والے بانڈز، سطح کے آکسیکرن اور سطح کی آلودگی کی وجہ سے ہوتا ہے، جب کہ روایتی گہا کی سطح کی کلیویج ماحول یا کم ویکیوم ماحول میں کی جاتی ہے، اور اس مسئلے سے بچا نہیں جا سکتا۔ درار کی سطح کے قریب علاقے میں روشنی جذب انٹر بینڈ جذب سے آتی ہے۔ جب چپ زیادہ طاقت پر کام کرتی ہے، تو اس خطے کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں مواد کے بینڈ گیپ میں کمی اور انٹر بینڈ جذب میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس قسم کے جذب کو کم کرنے کا سب سے مؤثر طریقہ ایک وسیع بینڈ گیپ (کم جذب) ونڈو ڈھانچہ بنانا ہے۔ ایپیٹیکسیل ڈھانچے کے ڈیزائن اور مواد کی نشوونما، چپ ڈھانچے کے ڈیزائن اور تیاری کے عمل، گہا کی سطح کے کلیویج اور پاسیویشن ٹریٹمنٹ کی ترقی کے ذریعے، Suzhou Everbright Huaxin Optoelectronics Co., Ltd. سیمی کنڈکٹر لیزر چپ چپ کی طاقت میں اضافہ بنیادی طور پر چپ ایپیٹیکسیل ڈھانچے کے بہتر ڈیزائن اور گہا کی سطح کی خصوصی پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی بہتری سے آتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر لیزرز کی آؤٹ پٹ پاور بنیادی طور پر لیزر تھریشولڈ، ڈھلوان، اور ہائی کرنٹ پاور موڑنے جیسے عوامل سے متاثر ہوتی ہے۔ عام طور پر حد کی کمی اور ڈھلوان میں اضافے کو حاصل کرنے کے لیے pn جنکشن کی ڈوپنگ ارتکاز کو کم کرکے، اور بہت کم ڈوپنگ ارتکاز pn جنکشن کی مزاحمت میں اضافے اور چپ وولٹیج میں اضافے کا باعث بنے گا۔ حد کی ڈھلوان اور وولٹیج کے درمیان توازن کو بہتر بنانے کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے، Changguang Huaxin نے غیر متناسب بڑے آپٹیکل کیویٹی ڈھانچے کی ویو گائیڈ پرت کی موٹائی کو بہتر بنایا، اور pn جنکشن کے مختلف خطوں میں ڈوپنگ ارتکاز کی تقسیم کو احتیاط سے ڈیزائن کیا، اس لیے حد کو کم کرنے اور ڈھلوان کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے۔ وولٹیج کو بنیادی طور پر مستقل رکھنے کا اثر۔ ہائی کرنٹ موڑنے کی بنیادی وجہ اندرونی کوانٹم کارکردگی میں کمی کی وجہ سے ہوتی ہے جب ہائی کرنٹ لگایا جاتا ہے۔ ایوربرائٹ نے لیزر ڈھانچے کے گین ریجن کے قریب مواد کے انرجی بینڈ ڈھانچے کو بہتر بنایا، پی این جنکشن انجیکشن شدہ الیکٹرانوں کی قید کی صلاحیت کو بہتر بنایا، اور ہائی کرنٹ انجیکشن کے دوران کوانٹم کی کارکردگی کو مؤثر طریقے سے بڑھایا۔ لیزر چپ کی طاقت کو بہتر بناتے ہوئے، ایور برائٹ گہا کی سطح کے خصوصی علاج کے عمل کے مادی معیار کو بہتر بناتا ہے تاکہ خرابی کے تناسب کو کم کیا جا سکے، آپٹیکل تباہی کے نقصان کے خلاف مزاحمت کرنے کے لیے گہا کی سطح کی صلاحیت کو بہتر بنایا جا سکے، اور اس بات کو یقینی بنایا جا سکے کہ 28 ڈبلیو۔ ہائی پاور لیزر چپ لیزر لائف کے لیے صنعتی مارکیٹ کی ضروریات کو پورا کرتی ہے۔ ضروریات

ایک عملی ٹول کے طور پر، قریب ترین انفراریڈ ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لائٹ سورس ماڈیول فائبر لیزر اپنے منفرد فوائد کی وجہ سے حالیہ برسوں میں تیزی سے تیار ہوا ہے، اور صنعتی مینوفیکچرنگ، پروسیسنگ اور سائنسی تحقیق کے شعبوں میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ فائبر لیزر کے بنیادی اپ اسٹریم ڈیوائس کے طور پر، پمپنگ سورس کی ترقی بھی اس کے ساتھ ہوتی ہے اور یہاں تک کہ فائبر لیزر کی مجموعی ٹیکنالوجی کی ترقی اور ترقی کو فروغ دیتی ہے۔
(1) صنعتی فائبر لیزر پمپنگ کا ذریعہ حالیہ برسوں میں، صنعتی فائبر لیزر مارکیٹ نے تیزی سے ترقی کی ہے اور اس کی رفتار مضبوط ہے۔ فائبر لیزرز نے اپنی منفرد ٹیکنالوجی اور ایپلی کیشن کے فوائد کے ساتھ صنعتی لیزر پروسیسنگ مارکیٹ میں برتری حاصل کر لی ہے۔ جہاں تک صنعتی فائبر لیزر مارکیٹ کا تعلق ہے، کم سے درمیانی طاقت والی فائبر لیزر ٹیکنالوجی پختہ اور مستحکم ہو چکی ہے، اور لاگت کے مقابلے کے مرحلے میں پوری طرح داخل ہو چکی ہے۔

2) سائنسی تحقیق کے لیے فائبر لیزر پمپنگ کا ذریعہ۔ سائنسی تحقیق کے لیے فائبر لیزرز کی عام طور پر چمک کے لیے زیادہ تقاضے ہوتے ہیں یا کچھ خاص ایپلی کیشن منظرناموں میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ضروریات پمپنگ کے ذریعہ تک پھیلی ہوئی ہیں۔ عام طور پر، پمپنگ کے ذریعہ کو اعلی چمک اور چھوٹے سائز کی ضرورت ہوتی ہے. ، ہلکا پھلکا، طول موج تالا اور دیگر خصوصیات. چھوٹے حجم کے لیے پمپنگ سورس کے لیے کمپیکٹ پیکیجنگ ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے، اور ہلکے وزن کے لیے پمپنگ سورس کے لیے ضروری وزن میں کمی کے علاج اور حرارت کی ترسیل کی کارکردگی کو یقینی بنانے کی بنیاد پر ٹیوب شیل پر کارروائی کرنے کے لیے نئے کم کثافت والے دھاتی مواد کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

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 فیصد)۔ مثال کے طور پر، 2019 میں، Everbright نے 1 kW، 220 μm/NA0.22 سیمی کنڈکٹر لیزر لانچ کیا (21MW cm کی آؤٹ پٹ چمک کے ساتھ-2 Sr -1)، جسے پتلی پلیٹ ویلڈنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ اسی سال، اس نے 4 کلو واٹ، 600 μm /NA0.22 (11 میگاواٹ سینٹی میٹر-2 Sr-1 کی آؤٹ پٹ برائٹنس) کا آغاز کیا، براہ راست سیمی کنڈکٹر لیزر کو سطح کی کلڈنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ تاہم، آؤٹ پٹ فائبر کے بڑے بنیادی قطر اور کم چمک کی وجہ سے، اس قسم کے لیزر کو دھاتی مواد اور سائنسی تحقیقی ایپلی کیشنز کو کاٹنے کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا جن کے لیے زیادہ چمک کی ضرورت ہوتی ہے۔ شکل 8 ایک سے زیادہ سنگل ٹیوب چپس کے نقلی نتائج کو ظاہر کرتی ہے جو فائبر کپلنگ کو مقامی طور پر جوڑتی ہے۔ 100 μm/NA0.22 فائبر کے ذریعہ ایڈجسٹ کردہ سنگل ٹیوب چپس کی زیادہ سے زیادہ تعداد 12 ہے، لہذا آؤٹ پٹ پاور ایک سنگل ٹیوب چپ کے مقابلے میں صرف 12 گنا ہے۔

قریبی انفراریڈ ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزرز کو ٹھوس ریاست اور فائبر لیزرز کے لیے پمپنگ کے ذرائع اور بنیادی آلات کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور لیزر کی ایک بڑی مارکیٹ پر قبضہ کرتے ہوئے مختلف بیم کو ملانے والی ٹیکنالوجیز کے ذریعے صنعتی اور سائنسی تحقیق کے شعبوں میں بھی براہ راست استعمال کیا جا سکتا ہے۔ صنعت سنگل ٹیوب چپ ہائی پاور سیمی کنڈکٹر لیزر پمپنگ سورس کا یونٹ ڈیوائس ہے۔ اس کی جامع خصوصیات آؤٹ پٹ آپٹیکل پاور، تبادلوں کی کارکردگی، اور حتمی پمپنگ سورس ماڈیول کے حجم کا تعین کرتی ہیں۔ اس لیے یہ ہماری تحقیق و ترقی اور تحقیق کا مرکز بن گیا ہے۔ تحقیقی ٹیم کی گہرائی سے نظریاتی تحقیق، مادی ترقی کی ٹیکنالوجی کی ترقی، اور پیکیجنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، JTBYShield نے اعلیٰ طاقت کے سیمی کنڈکٹر لیزرز کی پیداواری طاقت، زندگی، وشوسنییتا، اور اطلاق کے عمل میں بہت زیادہ بہتری لائی ہے۔ غیر ملکی فرق کے درمیان وقت مستقبل میں، ہم نہ صرف کلیدی ٹیکنالوجیز میں پیش رفت کریں گے، بلکہ صنعت کاری کو بھی حاصل کریں گے، اور اعلیٰ درجے کے لیزر پمپنگ سورس چپس اور آلات کی مکمل لوکلائزیشن اور صنعت کاری کا احساس کریں گے۔

رابطے کی معلومات:

اگر آپ کے پاس کوئی آئیڈیا ہے تو بلا جھجھک ہم سے بات کریں۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ ہمارے گاہک کہاں ہیں اور ہماری ضروریات کیا ہیں، ہم اپنے صارفین کو اعلیٰ معیار، کم قیمتوں اور بہترین سروس فراہم کرنے کے اپنے مقصد کی پیروی کریں گے۔