روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس اور لیزر ڈایڈس کے درمیان فرق

جدید ٹیکنالوجی میں، روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس (ایل ای ڈی) اورلیزر ڈائیوڈس (LDs)روشنی کے منبع کی دو عام ٹیکنالوجیز ہیں۔ اگرچہ وہ کچھ پہلوؤں میں ایک جیسے ہیں، لیکن کام کے اصول، اطلاق اور کارکردگی کے لحاظ سے ان میں نمایاں فرق ہے۔

روشنی کے اخراج کے اصول میں فرق: ایل ای ڈی روشنی کو خارج کرنے کے لیے فعال علاقے میں انجکشن کیے جانے والے کیریئرز کے بے ساختہ اخراج کے دوبارہ ملاپ کا استعمال کرتا ہے، جب کہ ایل ڈی روشنی کے اخراج کے لیے محرک اخراج کی بحالی کا استعمال کرتا ہے۔ روشنی سے خارج ہونے والے ڈایڈڈ کے ذریعے خارج ہونے والے فوٹون کی سمت اور مرحلہ بے ترتیب ہوتے ہیں، جبکہ لیزر ڈائیوڈ کے ذریعے خارج ہونے والے فوٹون ایک ہی سمت اور مرحلے میں ہوتے ہیں۔

LED Light Emitting Diode کا مخفف ہے۔ یہ روزمرہ کی زندگی میں بڑے پیمانے پر دیکھا جاتا ہے، جیسے کہ گھریلو سامان کی اشارے کی لائٹس، کاروں کی پچھلی اینٹی فوگ لائٹس، وغیرہ۔ بنیادی طور پر، کچھ سیمی کنڈکٹر مواد کے پی این جنکشن میں، جب انجکشن شدہ اقلیتی کیریئرز اکثریتی کیریئرز کے ساتھ دوبارہ ملتے ہیں، اضافی توانائی روشنی کی شکل میں جاری کی جائے گی، اس طرح برقی توانائی کو براہ راست ہلکی توانائی میں تبدیل کیا جائے گا۔ جب PN جنکشن پر ریورس وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو اقلیتی کیریئرز کے لیے انجکشن لگانا مشکل ہوتا ہے، اس لیے یہ روشنی نہیں خارج کرتا ہے۔ انجیکشن الیکٹرولیومینیسینس کے اصول کو استعمال کرتے ہوئے بنائے جانے والے اس قسم کے ڈائیوڈ کو روشنی سے خارج کرنے والا ڈایڈڈ کہا جاتا ہے، جسے عام طور پر ایل ای ڈی کہا جاتا ہے۔

LD لیزر ڈایڈڈ کا انگریزی مخفف ہے۔ لیزر ڈایڈڈ کی جسمانی ساخت روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ کے جنکشن کے درمیان فوٹو ایکٹیو سیمی کنڈکٹر کی ایک تہہ رکھنا ہے۔ اس کی آخری سطح پالش ہونے کے بعد جزوی طور پر عکاس ہوتی ہے، اس طرح ایک نظری گونج والی گہا بنتی ہے۔ آگے کے تعصب کی صورت میں، ایل ای ڈی جنکشن روشنی خارج کرتا ہے اور آپٹیکل ریزوننٹ گہا کے ساتھ تعامل کرتا ہے، اس طرح جنکشن سے روشنی کی ایک واحد طول موج کے اخراج کو مزید تحریک دیتا ہے۔ اس روشنی کی طبعی خصوصیات مادی پر منحصر ہیں۔ سیمی کنڈکٹر لیزر ڈایڈس کے کام کرنے کا اصول نظریاتی طور پر گیس لیزرز جیسا ہی ہے۔ لیزر ڈائیوڈز کم طاقت والے آپٹو الیکٹرانک آلات جیسے کمپیوٹر میں سی ڈی ڈرائیوز اور لیزر پرنٹرز میں پرنٹ ہیڈز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

دونوں کے درمیان اصولوں، فن تعمیر اور کارکردگی میں فرق کی ایک مختصر تفصیل۔
(1) کام کرنے والے اصول میں فرق: LED روشنی کو خارج کرنے کے لیے فعال علاقے میں انجکشن کیے جانے والے کیریئرز کے اچانک اخراج کے دوبارہ ملاپ کا استعمال کرتا ہے، جب کہ LD روشنی کے اخراج کے لیے محرک اخراج کی بحالی کا استعمال کرتا ہے۔
(2) فن تعمیر میں فرق: LD میں آپٹیکل ریزونینٹ گہا ہے، جو کہ پیدا ہونے والے فوٹون کو گہا میں دوہرنے اور بڑھانے کی اجازت دیتا ہے، جبکہ ایل ای ڈی میں گونجنے والا گہا نہیں ہوتا ہے۔
(3) کارکردگی میں فرق: ایل ای ڈی میں اہم قدر کی خصوصیات نہیں ہیں، اور اس کی سپیکٹرل کثافت ایل ڈی کے مقابلے میں کئی ترتیبوں سے زیادہ ہے۔ ایل ای ڈی کی لائٹ آؤٹ پٹ پاور چھوٹی ہے اور ڈائیورجن اینگل بڑا ہے۔

کام کرنے کا اصول:
روشنی خارج کرنے والا ڈایڈڈ ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جو الیکٹرانوں اور سوراخوں کو انجیکشن لگا کر روشنی پیدا کرتا ہے۔ جب الیکٹران اور سوراخ دوبارہ مل جاتے ہیں، تو توانائی فوٹوون کی شکل میں جاری ہوتی ہے، جو نظر آنے والی روشنی یا روشنی کی دیگر طول موج پیدا کرتی ہے۔ اس کے برعکس، ایک لیزر ڈائیوڈ ایک خاص قسم کا روشنی خارج کرنے والا ڈایڈڈ ہے جو تابکاری کے محرک اخراج کے ذریعے روشنی پیدا کرتا ہے۔ لیزر ڈائیوڈ میں، جب الیکٹران اعلی توانائی کی سطح سے کم توانائی کی سطح پر منتقل ہوتے ہیں، تو وہ ایک مخصوص فریکوئنسی کے مطابق فوٹان جاری کرتے ہیں، اس طرح روشنی کی مربوط پرورش حاصل ہوتی ہے۔
بیم کی خصوصیات:
روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کے ذریعہ پیدا ہونے والی روشنی کی شعاعیں عام طور پر متضاد ہوتی ہیں، یعنی روشنی کی لہروں کے مرحلے اور تعدد کا کوئی متعین تعلق نہیں ہوتا ہے۔ اس سے روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ کی روشنی کی بیم وسیع پیمانے پر پھیل جاتی ہے اور اس پر زیادہ توجہ مرکوز نہیں کی جا سکتی۔ اس کے برعکس، لیزر ڈائیوڈس کے ذریعے تیار کردہ شہتیر مربوط ہوتے ہیں، یعنی روشنی کی لہروں کے مرحلے اور تعدد کا ایک مستحکم تعلق ہوتا ہے۔ یہ لیزر ڈایڈڈ کی بیم کو زیادہ توجہ مرکوز کرنے کی اجازت دیتا ہے، اور زیادہ درست ایپلی کیشنز کی اجازت دیتا ہے.
سپیکٹرل خصوصیات:
روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کے ذریعہ تیار کردہ سپیکٹرم عام طور پر وسیع ہوتا ہے، جس میں روشنی کی مختلف طول موجیں ہوتی ہیں۔ یہ روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کو وسیع پیمانے پر روشنی، ڈسپلے اور بیک لائٹ فیلڈز میں استعمال کرتا ہے۔ اس کے برعکس، لیزر ڈائیوڈس ایک تنگ طیف پیدا کرتے ہیں جس میں روشنی کی صرف مخصوص طول موج ہوتی ہے۔ اس سے لیزر ڈائیوڈز کو مواصلات، پیمائش اور طبی علاج جیسے شعبوں میں اعلیٰ اطلاق کی قدر حاصل ہوتی ہے۔
کارکردگی اور طاقت:
روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس عام طور پر کم موثر ہوتے ہیں کیونکہ کچھ توانائی گرمی کے طور پر ضائع ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کی طاقت عام طور پر چھوٹی ہوتی ہے، جس سے ہائی پاور ایپلی کیشنز میں ان کے استعمال کو محدود کیا جاتا ہے۔ اس کے برعکس، لیزر ڈائیوڈز زیادہ کارآمد ہیں کیونکہ ان کی پیدا کردہ روشنی کی لہروں کو بہت زیادہ فوکس کیا جا سکتا ہے، اس طرح توانائی کے ضیاع کو کم کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، لیزر ڈائیوڈز طاقت میں بڑے ہو سکتے ہیں، جو انہیں اعلیٰ طاقت کے استعمال کے لیے موزوں بناتے ہیں۔
درخواست کے علاقے:
روشنی سے خارج ہونے والے ڈایڈس کو لائٹنگ، ڈسپلے، بیک لائٹ، سگنل ٹرانسمیشن اور دیگر شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ان کی کم قیمت اور زیادہ بھروسے کی وجہ سے، ان شعبوں میں روشنی خارج کرنے والے ڈائیوڈس کا مارکیٹ شیئر بتدریج بڑھ رہا ہے۔ اس کے برعکس، لیزر ڈایڈس بنیادی طور پر مواصلات، پیمائش، طبی، مینوفیکچرنگ اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان کی اعلی طاقت، اعلی توجہ اور اعلی ہم آہنگی کی خصوصیات کی وجہ سے، لیزر ڈایڈس ان شعبوں میں ایپلی کیشنز میں منفرد فوائد ہیں.

لیزر ڈایڈس کے عام پیرامیٹرز
(1) طول موج: یعنی لیزر ٹیوب کی ورکنگ ویو لینتھ۔ فی الحال، لیزر ٹیوبوں کی طول موج جو فوٹو الیکٹرک سوئچ کے طور پر استعمال کی جا سکتی ہیں ان میں 635nm، 650nm، 670nm، 690nm، 780nm، 810nm، 860nm، 980nm، وغیرہ شامل ہیں۔
(2) تھریشولڈ کرنٹ Ith: یعنی وہ کرنٹ جس پر لیزر ٹیوب لیزر دولن پیدا کرنا شروع کرتی ہے۔ عام کم طاقت والی لیزر ٹیوبوں کے لیے، اس کی قیمت تقریباً دسیوں ملی ایمپیئرز ہے۔ تناؤ والے متعدد کوانٹم ویل ڈھانچے کے ساتھ لیزر ٹیوبوں کی دہلیز کرنٹ 10mA تک کم ہوسکتی ہے۔ مندرجہ ذیل.
(3) آپریٹنگ کرنٹ Iop: یعنی ڈرائیونگ کرنٹ جب لیزر ٹیوب ریٹیڈ آؤٹ پٹ پاور تک پہنچ جاتی ہے۔ یہ قدر لیزر ڈرائیونگ سرکٹ کو ڈیزائن اور ڈیبگ کرنے کے لیے اہم ہے۔
(4) عمودی ڈائیورجینس اینگل θ⊥: وہ زاویہ جس پر لیزر ڈائیوڈ کی چمکیلی پٹی PN جنکشن کی سمت میں کھلتی ہے، عام طور پر تقریباً 15˚~40˚۔
(5) افقی ڈائیورجینس اینگل θ∥: وہ زاویہ جس پر لیزر ڈائیوڈ کا روشنی خارج کرنے والا بینڈ PN جنکشن کے متوازی سمت میں کھلتا ہے، عام طور پر 6˚~10˚ کے ارد گرد۔
(6) مانیٹرنگ کرنٹ آئی ایم: یعنی PIN ٹیوب میں کرنٹ بہتا ہے جب لیزر ٹیوب ریٹیڈ آؤٹ پٹ پاور پر ہو۔

لیزر ڈایڈڈ معائنہ
(1) مزاحمتی پیمائش کا طریقہ: لیزر ڈائیوڈ کو ہٹائیں اور R×1k یا R×10k رینج میں ملٹی میٹر سے اس کی فارورڈ اور ریورس ریزسٹنس ویلیوز کی پیمائش کریں۔ عام طور پر، فارورڈ ریزسٹنس ویلیو 20 اور 40kΩ کے درمیان ہوتی ہے، اور ریورس ریزسٹنس ویلیو ∞ (انفینٹی) ہوتی ہے۔ اگر ماپا گیا فارورڈ ریزسٹنس ویلیو 50kΩ سے زیادہ ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ لیزر ڈائیوڈ کی کارکردگی میں کمی آئی ہے۔ اگر ماپا گیا فارورڈ ریزسٹنس ویلیو 90kΩ سے زیادہ ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ ڈایڈڈ کی عمر بہت زیادہ ہو گئی ہے اور اسے مزید استعمال نہیں کیا جا سکتا۔
(2) موجودہ پیمائش کا طریقہ: لیزر ڈائیوڈ ڈرائیو سرکٹ میں لوڈ ریزسٹر کے پار وولٹیج ڈراپ کی پیمائش کرنے کے لیے ملٹی میٹر کا استعمال کریں، اور پھر اوہم کے قانون کے مطابق ٹیوب میں بہنے والی کرنٹ ویلیو کا اندازہ لگائیں۔ جب کرنٹ 100mA سے زیادہ ہو جاتا ہے، اگر لیزر پاور پوٹینشیومیٹر کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے (شکل 5 دیکھیں)، اور کرنٹ میں کوئی واضح تبدیلی نہیں ہوتی ہے، تو یہ اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ لیزر ڈائیوڈ کی عمر بڑھ رہی ہے۔ اگر کرنٹ تیزی سے بڑھتا ہے اور کنٹرول سے باہر ہو جاتا ہے تو اس کا مطلب ہے کہ لیزر ڈائیوڈ کی آپٹیکل ریزوننٹ کیویٹی کو نقصان پہنچا ہے۔

کام کرنے کے اصولوں، بیم کی خصوصیات، سپیکٹرل خصوصیات، کارکردگی اور طاقت، اور ایپلی کیشن فیلڈز کے لحاظ سے روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس اور لیزر ڈائیوڈس کے درمیان نمایاں فرق ہیں۔ روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کم طاقت والے، غیر مربوط روشنی کے ذرائع، جیسے لائٹنگ اور ڈسپلے کے ساتھ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں، جب کہ لیزر ڈائیوڈز ہائی پاور، انتہائی توجہ مرکوز، اور انتہائی مربوط روشنی کے ذرائع، جیسے مواصلات اور طبی کے ساتھ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔ ان اختلافات کو سمجھنے سے ہمیں مختلف شعبوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ان دو لائٹ سورس ٹیکنالوجیز کو بہتر طریقے سے منتخب کرنے اور لاگو کرنے میں مدد ملتی ہے۔

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۔